发布时间 : 星期二 文章毕业论文-风力发电机转子电路驱动设计9更新完毕开始阅读
常州工学院电子信息与电气工程学院毕业设计说明书
?Sa???S ?b????Sc????12?1?-3?2?1?-?2?0?3?? （3-13） 2?3?-?2?-si?n??Sd??S? （3-14） co?s???q?s?S???co? ????n?S???si???1?Sa?2?1?? ?Sb???-3?2??S?c??1?-?2?0?s-si?n??Sd?3??co??? ?S? （3-15）?nco?s??q?2??si?3?-?2?3.5 定子磁链定向矢量控制
与普通的三相交流电机一样，三相静止坐标系下DFIG的数学模型是一个高阶、多变量、非线性、强耦合的系统，很难进行控制系统的分析与设计。为了实现对DFIG有功、无功功率的有效控制，因此必须对其解耦，因而可把交流调速中的矢量控制技术应用于DFIG的有功、无功解耦控制中，即通过坐标变换，使转子电流的有功分量与无功分量实现解耦，控制转子电流的有功分量和无功分量就可以实现DGIG的有功和无功功率的有效、解耦控制，从而实现变速恒频双馈风力发电系统的控制目标。
两相旋转坐标系下
进一步将静止坐标系下的DFIG数学模型转化为旋转坐标系下，其电压方程和磁链方程为：
?us?Rsis?d?s/dt?j?i?s??ur?Rrir?d?r/dt?jwr （3-16）
??s?Lsis?Lmir???Lmis?Lrir ?r （3-17）
考虑到双馈电机不论是电动状态还是发电状态，都始终运行在工频50Hz样的频率下，定子电阻压降远比电抗压降和电机反电视小，通常可以忽略电机定子绕组电阻。由定子电压式可以看出，忽略电机定子绕组电阻后，定子磁连矢量?1，比定子电压矢量u，领先90°。当选择M-T坐标系的M轴沿?1定向时，有：
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第三章 转子侧PWM变换器及其对DFIG的运行控制
?u?0 ?Ms （3-18）
u?-u1?Ts??Ms??1 ? （3-19）
??0?Ts 为了进行发电机有功功率P和无功功率Q的独立调节，写出M-T坐标系下发电机定子的功率表达式为：
3?P?（uMsiMs?uTsiTS）?2 ? （3-20）
3?Q?(TsiMs-uMsiTS)2? 式中，3/2为案件布点原则引入的坐标变换系数，将式（3-9）带入（3-11）得： 3?P?-uiiTs?2 ? （3-21）
3?Q??uiiMs2? 根据磁链方程（3-8）导出定子磁链方程并得出：
?LmL2m?1?L（）iMrr1-??Mr?-LsLsLr? ? （3-22） 2L??Tr?Lr(1?m)iTr?LsLr? 转子磁链方程转化有：
-?1?LsiMS?i?Mr?Lm? ? （3-23） 2L??Tr?Lr(1?m)iTr?LsLr? 根据同步旋转电压方程得到转子电压方程：
?uMr?u'Mr??uMr?'u?uTrTr??uTr （3-24） ?
式中：u'Mr22????L2LL'mm??Rr?Lr(1-m)p?iMr，?uMr?-Lu?R?L(1-)p（1?）?i，Trr?r?iTr， rsTrLsLr?LsLr?LsLr???uMrL2Lmm?L（1?）?i-?s?1。 rsMrLsLrLs
' u'Mr，uTr为实现 转子电压、电流解耦控制的解耦项；?uMr，?uTr为现出M、T轴转
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子电压、电流分量间交叉耦合的补偿项。将转子电压分解为解耦项和补偿项，就获得实现P，Q独立调节的M-T坐标系中的转子分量电压，通过2/3旋转变换，可得到发电机转子三相电压，次电压可用作励磁变频电源中所需的PWM指令。控制PWM变频器产生所需频率、大小、相位的三相交流励磁电压，就可最终实现发电机功率控制、转速调节以及最大风能捕获运行。
3.51 转子侧变换器控制
双馈电机在作发电机并网时，只要电网电压保持恒定，矢量控制给予定子磁场的定向控制，采用双通道分别控制双馈发电机转子电流转矩分量和励磁分量的办法，可实现定子端口有功功率和无功功率的解耦控制。其中转矩电流分量时采用定子有功功率外环、电流内环的双闭环控制方式，励磁电流分量采用定子无功功率外环、电流内环的双闭环控制方式。这种控制方式被称为电流控制模式，在速度允许范围内，功率是变化可控的。
两项同步旋转坐标系下，在式中，
udr?Rridr??Lrpidr??2?Lriqr??L2 ? （3-24） 0u?Ri??Lpi??（?Li?i）rqrrqr2rdrms?qrLs?
令
uqr1?Rriqr??Lrpiqr udr1?Rridr??Lrpidr
uu从而通过加入前馈补偿项到dr，qr，以消除转子电流dq分量交叉耦合以及反电势项的
??udr，uqr影响，可参考电压指令值如下：
udr?udr1-?2?Lriqr （3-25） uqr
（由电磁转矩方程Tem?npL，电磁转矩表达式可简化表示为 0iqsidr?idsiqr）??L?uqr1??2(?Lridr?0ims) （3-26）
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第三章 转子侧PWM变换器及其对DFIG的运行控制
Tem
LL?0npimsiqr?0np?siqr （3-25） LsLs2
3.6小结
本章总结了DFIG的特点及其在变速恒频风力发电中的优势，说明了DFIG实现变速恒频运行的原理。档发电机转速发生变化时，可以调节转子励磁电流频率从而保持定子输出电能频率恒定。介绍了坐标变换理论，推导了DFIG的数学模型，为交流励磁变速恒频风力发电系统的运行特征分析和控制方法奠定了理论基础。
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