开关磁阻发电机系统负载自适应控制研究

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1、驱动触持奄棚2009年第9期：⋯⋯c，，／／’⋯一～一⋯⋯⋯⋯-一-__⋯⋯⋯⋯⋯___⋯⋯___⋯⋯⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。。开关磁阻发电机系统负载自适应控制研究黄翌，易灵芝，彭寒梅，何素芬(湘潭大学，湖南湘潭411105)摘要：针对开关磁阻发电机(SRG)的高度非线性，建立了SRG自励模式下的非线性模型，并提出一种优化滤波环节和加入动态移相控制器(DSC)的改进型电压反馈控制方案，在负载变动较大的情况下实现电压脉动抑制，改善系统的负载自适应能力，并解决SRG重负荷运行时传统的电压反馈控制失效的问题。仿真结果证明了改进型电压控制方案的有效性。关键词：开关磁阻发电机；电压

2、反馈控制；电压脉动中图分类号：TM301．2；TM352文献标识码：A文章编号：1004-7018(2009)09-0042-04StudyONLoadAdaptationControlofSwitchedReluctanceGeneratorSystemHUANGZhao，YILing-zhi，PENGHan-mei，HESu币n(XiangtanUniversity，Xiangtan411105，China)Abstract：ThenonlinearmodelsofSRGinserf-excitedconditionwereestablishedthankstoitshighlyno

3、nlinearcharacter—istics，andanimprovedvoltagefeedbackcontrolschemewithadynamiccommutationshiftcontroller(DSC)andaoptimiza—tionfilteringunitwereproposed，inwhichtheripplesuppressionforgreatloadchangescouldberealizedanddynamicre—sponseabilityofthesystemwasenhanced，moreimportantly，theproblemthattradit

4、ionalvoltagefeedbackfailedwhenSRG0p·crateatheavyloadscouldbesettled．Simulationresultsverifytheeffectivenessoftheimprovedvoltagefeedbackcontrolstrategy．Keywords：switchedreluctancegenerator；voltagefeedbackcontrol；vohageripples0引言1SRG的非线性数学建模及电压脉动分析开关磁阻发电机(以下简称SRG)因容错能力1．1SRG的非线性数学模型强、易于冷却、变流简单、调速性能

5、优良等独特优势，在磁化饱和、转子损耗、相相耦合等全部忽略不在风力发电、航空电力系统等领域应用正处于飞速计的前提下，SRG能够产生无脉动且可控性良好的发展阶段。但由于SRG的发电特性受绕组电感的电压，但实际的SRG是远远不够理想的7-9]。为了非线性、反电动势、负载扰动等因素影响，输出电压准确描述SRG的动静态特性，本文建立了SRG自具有较大脉动，严重影响到输出电压质量。近年来，励模式下的非线性数学模型，并以此为基础进行研许多研究者引入输出电压控制的思想以减小电压脉究。动，取得一定成果¨。但传统的电压反馈控制仅(1)电感的傅里叶级数分解式能在PWM斩波控制模式下有效抑制脉动，而SRGSRG

6、电感的非线性模型以电感的傅里叶级数负载变化时运行状态将在PWM模式与单脉冲模式分解式为基础，根据精度需要截取低次谐波，忽略高之间即时切换，电压反馈控制得不到良好的动态响，’一次谐波。设SRG电感为L(0，i)，L(0，i)是以=应，因此缺乏广泛适用性。r本文采用优化滤波环节与加入动态移相控制器为周期的连续函数，其中Ⅳ为转子极数，则在任意(DSC)单元的改进型电压反馈控制系统，解决点均可以展开成傅氏级数：SRG在重负荷运行时引起电压反馈控制失效的问L(0，i)=Lo(i)+l(i)COS(N0+叮『)(1)题，抑制输出电压脉动。整个控制系统结构简单，能三。()和L()可由下式确定：有效改善

7、SRG系统变负载条件下的动静态性能。=(2)收稿日期：2008—12—22=改稿日期：2009—02—09基金项目：湖南省自然科学基金(08JJ6029)式中：⋯(i)为SRG定、转子凸极中心重合时绕组一湖南省学位与研究生教育基金(06IND6)电感值；￡(i)为定子凸极中心与转子凹槽中心重0‘／E驱＆动笋0／1馘持电棚2009年第9期s)=(11)2．2电压反馈控制器设计通过滤波环节滤除高频分量的脉动后，SRG模型在其主要频段内可