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Long-Horizon MPC Reference Generator for Circulating Currents in Modular Multilevel Converter-Based Variable-Speed Drives
Indexado
WoS WOS:001470492100001
Scopus SCOPUS_ID:85217451592
DOI 10.1109/TIE.2025.3528493
Año 2025
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



The article introduces a circulating current reference generator based on a constrained model predictive control (MPC) in modular multilevel converters (M2C) for drive applications. It aims to control the energy in each cluster by generating optimal circulating currents over a long-horizon prediction while considering branch current limits. The optimal control problem is decomposed into smaller subproblems, which allows the utilization of an iterative algorithm based on the alternating direction method of multipliers (ADMM) to efficiently solve the optimization problem. As a result, the ADMM-based reference generator enables a considerably extended prediction horizon, which enhances M2C performance, particularly in balancing and mitigating low-frequency oscillations in capacitor voltages during challenging operating conditions like low-speed and high-torque scenarios. The proposed control is validated by experimental results using an M2C with four cells per cluster driving a 3 kW induction machine.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Instruments & Instrumentation
Automation & Control Systems
Engineering, Electrical & Electronic
Scopus
Electrical And Electronic Engineering
Control And Systems Engineering
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



Muestra la distribución de colaboración, tanto nacional como extranjera, generada en esta publicación.


Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Rivero, Sebastian - Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
2 Mora, Andres - Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
3 Correa, Matias - Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
4 Pereda, Javier - Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile

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Financiamiento



Fuente
FONDEQUIP Grant
Basal Project
ANID, Chile under Fondecyt

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Agradecimientos



Agradecimiento
This work was supported in part by ANID, Chile under Fondecyt Grant 1220928 and Grant 1231030, in part by Basal Project AFB240002 (AC3E), and in part by Fondequip Grant EQM210117.

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