基于mras双馈电机无速度传感矢量控制系统的研究

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1、摘要双馈电机构成的变速恒频风力发电系统因其诸多优点已经成为风力发电系统的必然发展趋势。在双馈电机变速恒频风力发电系统中，由于双馈电机多变量、非线性、强耦合的动态特性，需要采用诸如矢量控制技术等方法对其进行解耦控制，以实现对双馈电机的高性能调速。传统的带速度传感器只能通过电机的转子位置检测转速，存在一定的缺陷，使矢量控制系统对于电机的转速跟踪与控制无法同时进行。如何利用在线检测的双馈电机定子电流、电压等物理量来进行准确的转速辨识和跟踪，同时通过矢量控制系统使双馈电机能够获得良好的动态运行特性，保持良好的控制精

2、度，已成为现阶段双馈电机控制方法的研究热点之一。本文的工作主要是基于模型参考自适应(MRAS)原理，提出双馈电机无速度传感矢量控制系统。首先通过分析双馈风力发电系统中双馈电机的动态数学模型和状态方程介绍双馈电机基于转子磁链定向的矢量控制系统模型；其次通过分析转子磁链观测计算模型及磁链跟踪定向技术，在添加转矩控制方式的基础上，于MATLAB仿真环境中搭建了双馈电机矢量控制系统；最后，根据转子磁链观测模型的特性，结合MRAS原理，提出了基于MRAS的双馈电机无速度传感矢量控制系统。该系统将双馈电机的转子磁链电压

3、计算模型作为MRAS参考模型，转子磁链电流计算模型作为MRAS可调模型，首先选取PI控制器作为系统的自适应结构进行设计与仿真，然后在此基础上采用Lyapunov函数再造法改进系统的自适应结构，通过S函数进行系统仿真。两种自适应结构下的系统仿真结果表明，在基于MRAS的双馈电机无速度传感矢量控制系统中，采用Lyapunov函数再造法作为系统转速辨识跟踪的自适应结构，比采用PI控制器具有更高的辨识精度，同时也具备更好的转速控制性能。本文的研究成果为今后将MRAS无速度传感矢量控制技术运用在实际的双馈风力发电系统

4、中奠定了基础。关键词：双馈电机；模型参考自适应；矢量控制技术；无速度传感AbstractWindpowerhasbecomeoneoftllefocusesofattention雏deXtensiveresearCh．Becauseofitsmanyadvantages，aspeedconstaIlt舶quency丽ndpowergenerationsystemconstitutedofdouble—fedmductionmotorh舔becometheiIlevitable慨ndof、耐ndpowcrte

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7、acespeedidemificationa11dtracking，tl啪u曲vectorcoIltrolsystemofdoublygooddyn锄icpe渤锄anCe，majmaillinggoodcon仃olofprecisio玛hasbecomeastudyoncolltrolmethodofdouble—fedmotorattllisstageoneoftIlehotspots．TheworkiIltllispapermainlyfocusedonthedouble．fedinductionmot

8、orspeedonlinerecogllitionsystemdesignandsimulationbasedontheMRASprinciple．FirSt，throu曲aIlalyZingtlledyn锄icmathematicalmodela11dstateequationofmedouble-fed、析ndpo、vergenerationsystemt0introduceavectorcontrolsVs