摘要

    本文對直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電逆變器選擇了背靠背式雙PWM變流器作為研究對象。分別對機(jī)側(cè)變流器的控制策略進(jìn)行了研究。針對機(jī)側(cè)數(shù)學(xué)模型，采用了雙閉環(huán)解耦控制的策略。本文采用滑模觀測算法對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置角進(jìn)行估計(jì)，這種方法具有很好的魯棒性，有效地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。機(jī)側(cè)控制提出了一種簡單易行的定位方法，實(shí)驗(yàn)表明機(jī)側(cè)逆變器的控制策略得到了良好控制效果。

    1 引言

    飛速發(fā)展的中國對能源需求日益增大，面對傳統(tǒng)能源短缺和對世界環(huán)境承諾的壓力，雖然中國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)還落后于其他發(fā)達(dá)國家，但是在風(fēng)能儲(chǔ)備龐大的中國，相比其他可再生能源，風(fēng)力發(fā)電在中國得到了更快的發(fā)展，相信風(fēng)力發(fā)電在未來會(huì)有很好的發(fā)展前景。本文首先對世界和中國的風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀和前景進(jìn)行了綜述，對永磁直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)方案進(jìn)行了闡述，最后選擇了可對機(jī)側(cè)靈活控制的背靠背式雙PWM變流器作為研究對象對機(jī)側(cè)變流器的控制策略進(jìn)行了研究。

    風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)早期使用恒速恒頻運(yùn)行策略，隨著風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展這種控制策略已逐漸退出了歷史舞臺(tái)。當(dāng)今風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)多采用變速恒頻運(yùn)行方式，系統(tǒng)運(yùn)行在額定風(fēng)速以下時(shí)，按定槳距運(yùn)行，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速由風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)電機(jī)側(cè)變流器來控制，調(diào)節(jié)風(fēng)力機(jī)葉尖速比實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能的捕獲；運(yùn)行在額定風(fēng)速以上時(shí)開始調(diào)節(jié)風(fēng)力機(jī)槳距角，改變風(fēng)力機(jī)吸收風(fēng)能的功率，實(shí)際上是改變了風(fēng)能利用系數(shù)，使發(fā)電機(jī)工作在額定轉(zhuǎn)速狀態(tài)，不會(huì)因?yàn)轱L(fēng)速過大超過發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速使發(fā)電機(jī)受到損壞。通過這種控制策略能夠控制風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速和功率，防止超出風(fēng)電機(jī)組工作極限。

    2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型

    二極表貼式永磁同步電機(jī)物理模型簡圖如圖2-1所示，把A軸作為ABC軸系的空間參考坐標(biāo)，取逆時(shí)針方向?yàn)檗D(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩的正方向，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與之相反。

圖2-1二極表貼式永磁同步電機(jī)的物理模型

Fig.2-4The physical model of permanent magnet synchronization generator

    如圖2-1中的在ABC軸系下，定義定子電流空間矢量為：

(2-1)

    取轉(zhuǎn)子永磁體產(chǎn)生的勵(lì)磁磁場的基波部分，于是為勵(lì)磁空間矢量，同轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，在ABC坐標(biāo)中的相位決定于電角度。

    于是可以寫出以ABC軸系中定子電壓矢量方程：

(2-2)

    式中，為定子電壓空間矢量；為定子相電阻；為等效同步電感。

    選取永磁體基波勵(lì)磁磁場軸線為軸，順著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向超前電角度為軸，軸系以電角速度隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，軸系的坐標(biāo)用軸和A軸間的電角度來確定。于是，可以將圖2-1進(jìn)一步表示為圖2-2的形式。

圖2-2旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的物理模型

Fig.2-2The physical model in axes

    用軸系上的兩個(gè)定子線圈代替三相定子繞組，因?yàn)樾枰獫M足功率不變約束，所以軸定子線圈的有效匝數(shù)應(yīng)為原三相繞組的每相有效匝數(shù)的倍，將式(2-2)變換為軸系下表示的電壓方程為：

(2-3)

(2-4)

    軸系磁鏈連方程表達(dá)為：

(2-5)

(2-6)

    式中，為微分算子，。

    這里是線圈的漏感，分別是軸電子線圈的自感和勵(lì)磁電感。

    建立永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型可以將永磁體等效為一個(gè)勵(lì)磁線圈，具有與軸定子線圈相同的有效匝數(shù)，等效勵(lì)磁電流為，能產(chǎn)生與永磁體相同的基波勵(lì)磁磁場，因此有如下關(guān)系：

(2-7)

    于是，定子磁鏈方程可以表達(dá)為：

(2-8)

(2-9)

    將式(2-8)和式(2-9)代入式(2-3)和式(2-4)得：

(2-10)

(2-11)

    若不計(jì)溫度變化對永磁體供磁能力的影響，可認(rèn)為恒定，即是個(gè)常值。式(2-10)中，，實(shí)際上是軸永磁體勵(lì)磁磁場在軸線圈中產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢，也就是空載電動(dòng)勢。在正弦穩(wěn)態(tài)下，即有：

(2-12)

    式中，是永磁體勵(lì)磁磁場在相繞組中感生的空載電動(dòng)勢有效值。

    由式(2-12)可知：

(2-13)

    以及

(2-14)

    于是可通過空載實(shí)驗(yàn)確定，如果已知，便可以求出。

    若以空載電動(dòng)勢表達(dá)則有：

(2-15)

(2-16)

    若工作在穩(wěn)態(tài)情況下，則可進(jìn)一步簡化：

(2-17)

(2-18)

    電磁轉(zhuǎn)矩可表示為：

(2-19)

    若以軸系表示則有：

(2-20)

(2-21)

    將式(2-20)和式(2-21)代入式(2-19)得：

(2-22)

    將磁鏈方程(2-5)和(2-6)代入式(2-22)得：

(2-23)

    由圖2-5可知：

(2-24)

(2-25)

    將式(2-24)和式(2-25)代入式(2-23)得到：

(2-26)

    或者

(2-27)

    式(2-26)和式(2-27)中，中括號內(nèi)第一項(xiàng)是由定子電流與永磁體勵(lì)磁磁場相互作用產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，稱為勵(lì)磁轉(zhuǎn)矩。括號內(nèi)第二項(xiàng)是由轉(zhuǎn)子凸極效應(yīng)引起的，稱為磁阻轉(zhuǎn)矩。對于插入式和內(nèi)嵌式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，由于軸磁路上有永 磁體存在，永磁體內(nèi)的導(dǎo)磁率很低(近似等于空氣磁導(dǎo)率)，所以。對于表貼式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于將永磁體安裝在氣隙中，于是，因此不存在磁阻轉(zhuǎn)矩。

    對于表貼式永磁同步電機(jī)，由于，，因此有：

(2-28)

    或者

(2-29)

    當(dāng)定子電流的軸分量為零時(shí)，與兩者正交，每單位定子電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩值最大。

    3 機(jī)側(cè)逆變器控制策略

    本文采用有功功率和無功功率解耦控制的方式，可以靈活控制發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率和無功功率。在軸系下，通常把代表無功量的軸給定值設(shè)為0，使發(fā)電機(jī)全部輸出有功功率，并可進(jìn)一步通過軸給定值增加算法。實(shí)際中的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)共軸，由于安全和技術(shù)的考慮風(fēng)力機(jī)通常設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速較慢，這就要求永磁同步發(fā)電機(jī)也得采用較慢的轉(zhuǎn)速，所以永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)被設(shè)計(jì)成多對極，這就帶來另一個(gè)問題，級數(shù)過多使永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的軸徑增大，難于安裝光電碼盤，所以準(zhǔn)確得到永磁同步發(fā)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子位置估計(jì)成為控制策略中的難點(diǎn)，本文采用了滑模算法對轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行估計(jì)，得到了良好的控制效果。整個(gè)控制策略如圖3-1所示。

    永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)機(jī)側(cè)控制策略需要采集發(fā)電機(jī)兩相電流的模擬量，把電機(jī)作為一個(gè)閉合節(jié)點(diǎn)看待，根據(jù)基爾霍夫電流定律，電機(jī)輸出交流電流從而可以對兩相電流進(jìn)行重構(gòu)，若已知電流和則可得到電流。對三相電流進(jìn)行三相坐標(biāo)系到兩相靜止坐標(biāo)系的Clark變換，再進(jìn)行兩相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的Park變換，分解得到兩相旋轉(zhuǎn)軸系下的電流分量，關(guān)于坐標(biāo)變換理論在很多文獻(xiàn)都有詳細(xì)描述，這里不再贅述。變換后的軸系電流分量通過PI調(diào)節(jié)器得到需要給定的和分量，再經(jīng)過Park反變換得到兩相靜止坐標(biāo)系下需要給定的和分量，最后送入SVPWM發(fā)生器，得到機(jī)側(cè)變流器三相橋六個(gè)開關(guān)器件的開關(guān)信號。在Park變換和Park反變換的過程中需要使用電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的電角度，本系統(tǒng)通過滑模觀測法得到轉(zhuǎn)子位置的電角度，在下節(jié)將詳細(xì)闡述滑模觀測法的原理。

圖3-1電機(jī)側(cè)變流器控制策略

Fig.2-7 The control strategy of the generator side converter

    3.1 基于滑模觀算法的轉(zhuǎn)子位置觀測器

    對于面裝式永磁同步發(fā)電機(jī)，在靜止坐標(biāo)系中的狀態(tài)方程可以表示為：

(3-1)

    式中：

    定子電感的分量為，定子電阻為，轉(zhuǎn)子磁鏈為。和為轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和位置角。

    基于式(3-1)，這里采用如下的滑模觀測器方程：

(3-2)

    式中：

    這里符號“^”代表估計(jì)值;“*”代表給定值。

    構(gòu)造滑模觀測器之后，要使某一估計(jì)值與實(shí)際值重合，達(dá)到估計(jì)模型與實(shí)際的電機(jī)數(shù)學(xué)方程相同，最后求解得到所需的角度值?；谟来磐桨l(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，將估測定子電流和定子實(shí)測電流之差作為切換函數(shù)，通過這個(gè)切換函數(shù)來修正兩者之間的偏差直至偏差為零。式(3-2)中信號就是這個(gè)切換函數(shù)，它是關(guān)于電流估算誤差的一個(gè)符號函數(shù)，可以表示為：

(3-3)

    定義，當(dāng)值為零時(shí)就是定義的滑模面，即控制所要達(dá)到的最終目標(biāo)。欲使滑模觀測器在有限時(shí)間內(nèi)到達(dá)滑模面并在其上發(fā)生滑模運(yùn)動(dòng)，需滿足：。當(dāng)滑模運(yùn)動(dòng)發(fā)生時(shí)，估計(jì)定子電流和實(shí)測定子電流相等，此時(shí)式(3-1)完全等同于式(3-2)，即控制信號中包含發(fā)電機(jī)反電動(dòng)勢：

(3-4)

    基于(3-4)式可以計(jì)算出轉(zhuǎn)子的位置角：

(3-5)

    控制信號為電流誤差的信號，其中包含采樣電流信號和估計(jì)電流信號，采樣信號通過AD采樣得到，是個(gè)高頻信號，尤其計(jì)算得到的估計(jì)電流信號也為一個(gè)高頻信號，所以要對控制信號進(jìn)行低通濾波然后求得反電勢，濾波方程如式(3-6)：

(3-6)

    式中低通濾波器的截止頻率為，其值的選取要保證濾除高頻信號分量同時(shí)保證低頻信號分量不被影響。但是在濾波過程中會(huì)引起相位偏差，影響整個(gè)系統(tǒng)的性能，這也是滑模觀測器的不足，影響了滑模觀測算法在高精度伺服領(lǐng)域的運(yùn)用，不過由于在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不需要精密得到轉(zhuǎn)子位置角度，而滑模算法自身的魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn)正適合低速永磁同步電子轉(zhuǎn)子位置角度的估計(jì)。

    在永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速一般不高，而理論上滑模控制信號在切換時(shí)需要實(shí)際電流和估計(jì)電流的誤差，在低速時(shí)估計(jì)電流和實(shí)際電流不重合度增大，這會(huì)帶來抖振問題，為了改善傳統(tǒng)滑模算法的抖振問題，通常使用改進(jìn)型滑模算法。

    改進(jìn)的滑模算法采用飽和函數(shù)控制信號代替?zhèn)鹘y(tǒng)的開關(guān)控制信號，如圖3-2所示，在改進(jìn)的滑模算法中，控制信號如式(3-7)所示：

(3-7)

    式中。

    在改進(jìn)的滑模算法中，控制信號還是取決于估計(jì)電流和實(shí)際電流的誤差。雖然穩(wěn)定的開關(guān)狀態(tài)還是只有兩種，但在開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的到區(qū)間內(nèi)使用了線性函數(shù)能進(jìn)行較平滑的切換，減少了抖振現(xiàn)象，但是在到區(qū)間內(nèi)，隨著估計(jì)電流和實(shí)際電流間的誤差減小增益也隨之變小，使得滑模算法控制力下降，實(shí)際上是犧牲了部分魯棒性來抑制抖振現(xiàn)象。為了抑制抖振而又不犧牲滑模算法的魯棒性，可使用多重化滑模算法觀測轉(zhuǎn)子位置。

圖3-2改進(jìn)的滑模算法控制信號

Fig.3-2The improved SMO signal

    把式(3-2)進(jìn)行離散化處理得到式(3-7)：

(3-7)

    式中為采樣時(shí)間，與式(3-2)中定義相同。

    這里可以設(shè)計(jì)開關(guān)控制量為如下形式：

(3-8)

    初始狀態(tài)方程為：，

    式(3-8)描述了多重化滑?？刂菩盘柕碾x散形式，這個(gè)方法是對滑?？刂菩盘?img alt="" src="http://fs10.chuandong.com/upload/images///20180605/3618CEA2A80C8804m.jpg" style="width: 38px; height: 57px;" />的離散積分。因?yàn)榉e分的存在，所以設(shè)定很小的開關(guān)增益就可以把估計(jì)電流之差控制在滑模面附近，由式(3-8)可得：

(3-9)

    由式(3-9)可得多重化滑模方法選取的開關(guān)增益是個(gè)每次采樣循環(huán)的滑?？刂菩盘?img alt="" src="http://fs10.chuandong.com/upload/images///20180605/4038E4CF4BF44349m.jpg" style="width: 38px; height: 57px;" />的差值與估計(jì)電流差值的開關(guān)信號之比，因?yàn)榭刂菩盘柋刳吔诹?，而估?jì)電流差值的開關(guān)信號只有兩種狀態(tài)，所以很小的多重化滑模算法的開關(guān)增益就可以把估計(jì)電流之差控制在滑模面附近。同時(shí)由式(3-9)可知，由于控制信號采用了積分形式，可以等效的看作增加了離散控制信號的邏輯切換狀態(tài)，使系統(tǒng)的在滑模面附近切換時(shí)更加平滑，減少了系統(tǒng)的抖振現(xiàn)象，但是這種算法也消耗了計(jì)算時(shí)間，可以認(rèn)為多重化滑模算法犧牲了系統(tǒng)時(shí)間而滿足滑模算法的魯棒性，減少了系統(tǒng)的抖振現(xiàn)象。隨著信號處理芯片的能力越來越強(qiáng)，用犧牲處理時(shí)間來滿足系統(tǒng)性能是個(gè)很合理的方案。

    3.2 機(jī)側(cè)變流器提供發(fā)電機(jī)電動(dòng)及定位的研究

    在系統(tǒng)安裝、試車中需要對電機(jī)轉(zhuǎn)子定位，由于永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子為永磁體，在安裝過程中旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子比較困難，若能使發(fā)電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)，對其轉(zhuǎn)子進(jìn)行定位就能大大減小安裝的工作量。在地面實(shí)驗(yàn)時(shí)用兩臺(tái)永磁同步電機(jī)連軸拖動(dòng)進(jìn)行模擬，可以更快很好對變流器進(jìn)行調(diào)試，一臺(tái)用于拖動(dòng)，一臺(tái)用于發(fā)電，用于拖動(dòng)的永磁同步電機(jī)變流器和發(fā)電機(jī)所用的變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同，本節(jié)也對其進(jìn)行了研究。

    本文使用了一種簡單有效的方法用機(jī)側(cè)變流器對發(fā)電機(jī)進(jìn)行定位的控制，控制策略如圖3-3所示。

圖3-3永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子定位控制策略

Fig.3-3The allocation strategy of PMSG

    這種控制方式屬于開環(huán)控制，控制發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁通勢可以分解到兩相靜止坐標(biāo)軸系下，如圖3-4所示。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度的給定量由一個(gè)斜坡發(fā)生器產(chǎn)生，從0到給定值緩慢上升，當(dāng)達(dá)到給定值時(shí)結(jié)束。發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)所需的磁通勢分解為兩相靜止坐標(biāo)軸系的、分量，如式(3-10)、(3-11)所示，最后送入由于SVPWM發(fā)生器得到機(jī)側(cè)變流器開關(guān)管的開關(guān)信號。

(3-10)

(3-11)

圖3-4轉(zhuǎn)子定位坐標(biāo)系向量分解

Fig.3-4The space vector in  axes

    由于永磁同步電機(jī)有較多的極對數(shù)，所以每個(gè)電角度對于轉(zhuǎn)子的機(jī)械角度很小，以1.5MW永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)為例，有60對極，所以機(jī)械角度360度對應(yīng)電角度21600度，反過來電角度1度僅對應(yīng)機(jī)械角度0.01667度。如圖3-3所示的控制方式，由于是開環(huán)控制，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始角度并不知道，斜坡發(fā)生器給出初始角度為0時(shí)，永磁體為材料的轉(zhuǎn)子并不一定為電角度的0度位置，這就可能造成了發(fā)電機(jī)回轉(zhuǎn)發(fā)生。而最大電角度的偏差為180度，對應(yīng)機(jī)械角度為3度，僅為小小的一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在可以接受的范圍內(nèi)。

圖3-5拖動(dòng)電機(jī)控制策略

Fig.3-5The strategy of motor status

    機(jī)側(cè)變流器用于拖動(dòng)電機(jī)使用時(shí)，控制方式如圖3-5所示。

    變流器拖動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)模擬角度發(fā)生由一個(gè)斜坡發(fā)生器和一個(gè)模擬角度發(fā)生器產(chǎn)生，給定所需要旋轉(zhuǎn)的頻率由斜坡發(fā)生器從0慢慢增加，到所需的旋轉(zhuǎn)頻率停止，然后由模擬角度發(fā)生器發(fā)出模擬電角度信號，通過改變的值從而改變輸出轉(zhuǎn)矩。這種控制方式也屬于開環(huán)控制，所以也存在轉(zhuǎn)子初始角度不明的問題，由于本文進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，永磁同步電機(jī)暫時(shí)無法安裝光電碼盤，所以本文僅對開環(huán)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，對于轉(zhuǎn)速閉環(huán)可在以后通過安裝光電碼盤或采取更復(fù)雜的控制策略來實(shí)現(xiàn)。

    4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

    機(jī)側(cè)逆變器單獨(dú)調(diào)試取發(fā)電機(jī)工作在60轉(zhuǎn)/分時(shí)，由無控整流狀態(tài)到軸電流給定-0.1(標(biāo)幺值，定標(biāo)1對應(yīng)100A)，再到軸電流給定-0.2時(shí)的電流動(dòng)態(tài)波形和直流母線電壓動(dòng)態(tài)波形如圖4-1a所示。可以看出，從無控狀態(tài)到可控時(shí)電流有一定超調(diào)，進(jìn)入控制狀態(tài)后，再增加功率電流跟蹤無明顯超調(diào)，直流母線電壓上升平滑，無明顯超調(diào)。無控狀態(tài)到可控狀態(tài)放大波形如圖4-1b所示。軸給定-0.1到-0.2的放大波形如圖4-1c所示。軸給定-0.2的時(shí)候穩(wěn)態(tài)波形如圖4-1d所示，母線電壓穩(wěn)定在300V，電流波形良好。軸電流給定仍為-0.2改變電機(jī)轉(zhuǎn)速至120轉(zhuǎn)/分，母線電壓繼續(xù)上升，最后穩(wěn)定在450V，電流波形正弦度很好，波形如圖4-1e所示。無控狀態(tài)直接到軸給定-0.2的波形如圖4-1f所示，可以看出狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)并沒有明顯的超調(diào)，直流母線電壓上升也很平穩(wěn)，達(dá)到了良好的控制效果。

圖4-1電機(jī)側(cè)變流器實(shí)驗(yàn)波形

Fig.4-1The experiment wave of generator-side

    在實(shí)驗(yàn)時(shí)使用CCS調(diào)試工具保存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用Matlab進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，畫出波形圖。電機(jī)側(cè)變流器的解耦控制效果如圖4-2所示軸電流跟蹤穩(wěn)定，直流母線電壓穩(wěn)定，滑模觀測器觀測的電機(jī)相角穩(wěn)定，達(dá)到控制目標(biāo)?；Ｓ^測器觀測的相角與實(shí)際的相角如圖4-3所示，在同一轉(zhuǎn)速下，實(shí)際轉(zhuǎn)速與滑模觀測器估計(jì)的角度偏差不大，只是在同一周期跳變到下一周期時(shí)會(huì)有跳變，實(shí)際上也是誤差影響，不妨礙控制，可以說滑模觀測器對于電機(jī)相角估計(jì)是準(zhǔn)確、實(shí)用的。整個(gè)機(jī)側(cè)變流器控制策略達(dá)到預(yù)期要求。

圖4-2電機(jī)側(cè)變流器實(shí)驗(yàn)波形

Fig.4-2The experiment wave of generator-side

圖4-3滑模觀測器觀測誤差

Fig.4-3The SMO-errors wave

    5 結(jié)論

    對機(jī)側(cè)逆變器控制策略進(jìn)行了研究，使用了雙閉環(huán)控制策略。機(jī)側(cè)變流器主要控制發(fā)電機(jī)輸出功率，也針對實(shí)驗(yàn)和實(shí)際情況需要的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子定位和電動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了研究。機(jī)側(cè)逆變器采用滑模觀測算法對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角度估計(jì)，結(jié)果表明，滑模觀測法估計(jì)轉(zhuǎn)子位置角度與實(shí)際轉(zhuǎn)子角度誤差很小，增加了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性可可靠性。機(jī)側(cè)逆變器可控制發(fā)電機(jī)輸出功率，并可分別有功功率和無功功率進(jìn)行解耦控制。機(jī)側(cè)逆變器對發(fā)電機(jī)輸出電流進(jìn)行控制，使發(fā)電機(jī)輸出電流為正弦，保證了發(fā)電機(jī)平滑運(yùn)轉(zhuǎn)。