基于直接电流控制永磁同步发电机控制研究

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1、第48卷第9期电力电子技术Vo1．48，No．92014年9月PowerElectronicsSeptember2014基于直接电流控制的永磁同步发电机控制研究陈金伟，王军，孙章，喻贝贝(西华大学，电气信息学院，四川成都610039)摘要：针对永磁同步发电机(PMSG)系统变流器控制稳定性问题，提出一种改进的直接电流控制策略，通过引入自适应调节后的电流再加上前馈补偿项，从而得到精确的变流器电压控制信号。搭建了改进控制策略的仿真模型．分析验证了改进策略的可行性。在此基础上采用DSP+FPGA实现了所提出的控制策略，并进行了相关的实验，结果证明，该控制策略下的直驱

2、风电变流器并网冲击小、谐波含量低、电流平衡度高。关键词：永磁同步发电机；直接电流控制；变流器中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)09—0016—04ResearchonPermanentMagneticSynchronousGeneratorControlBasedonDirect．currentControlCHENJin-wei，WANGJun，SUNZhang，YUBei—bei(XihuaUniversity，Chengdu610039，China)Abstract：Aimingatthestableproble

3、mofpermanentmagneticsynchronousgenerator(PMSG)systemconve~ercontr—ol，theimproveddirect-currentcontrolstrategyisproposedwhichcanobtainthevohagecontrolsignalsofconvenerthroughtheadaptivedcurrentaddingfeedforwardcompensation．Theimprovedstrategyisverifiedthroughsimulationmodelandthecont

4、rolstrategyisrealizedbyusingDSP+FPGA．Thedirect-drivenwindpowerconve~erofproposedcontrolstrategyhassmallgrid—connectedimpact，lowharmonicdistortionandhighcurrentbalance．Keywords：permanentmagneticsynchronousgenerator；direct—currentcontrol；converterFoundationProject：SupportedbytheGradua

5、teStudentInnovateFoundationofXihuaUniversity(No．y~j2014148)；TheResearchFundofSichuanProvincialEducationDepartment(No．12ZZ007)1引言可行性。采用DSP+FPGA控制芯片，编程实现了改进控制策略，并成功应用于5kW风力发电实现平随着风力发电技术的不断发展，PMSG以其效台。实验结果分析表明。系统输出电压、电流谐波率高，转动惯量小，可靠性高等优点备受青睐，故含量小，并网冲击小，三相电流平衡度高；同时，在研究PMSG的控制策略，提高风力发电系统

6、的稳发电机输出功率发生变化时．直流母线电压波动定性和电能质量显得尤为重要【”。目前主流变流很小，输出有功、无功功率完全独立可调，从而能器有不控整流桥加Boost变流器【2I和背靠背脉宽有效保证系统的稳定、可靠运行。调制(PWM)变流器两种[3]。前者存在低频谐波含量高，功率因数不可调等缺点。而后者则具有动态2直驱式永磁同步发电机系统数学模型响应好，效率高等优点。文献[4—6】对各种控制算2．1永磁同步发电机动态数学模型法在背靠背PMW变流器中的应用进行了研究。PMSG直接与变流器相连。其发出的电能通过此处基于双闭环PI控制结构，提出了一种改变流器传入网侧。是整

7、个系统能量交互的关键部进的直接电流控制策略．以减小系统谐波，抑制定分之一。此外，PMSG是一个复杂的非线性系统，子电流不平衡。在分析改进控制策略原理的基础因此要想对其进行控制必须建立数学模型。为简上，进行了该策略控制PMSG系统的仿真，验证其化PMSG模型，先假设：①不计涡流和磁滞损耗，忽略其铁心磁阻；②电机定子绕组对称．所产生的磁动势沿气隙圆周呈正弦规律分布；③绕组中感基金项目：西华大学研究生创新基金(ycjj2014148)；四J应电动势波形为正弦波省教育厅成果培育项目基金(12ZZO07)根据转子磁场定向法则建立同步旋转坐标定稿日期：2014—07—09

8、作者简介：陈金伟(1988一)，男，四