永磁同步發(fā)電機的預測直接轉矩控制
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圖2示出基于SVM的PMSG系統預測DTC框圖，虛線(xiàn)框中為使用無(wú)位置傳感器技術(shù)獲得的轉子位置與轉速信息，預測算法模塊使用式(3)～式(6)獲得k+1時(shí)刻的轉矩與磁鏈值，其他部分與常規SVM-DTC類(lèi)似，通過(guò)SVPWM實(shí)現對機側變流器的控制。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/159274.htm
3 實(shí)驗驗證
為驗證基于SVM技術(shù)的PMSG預測DTC策略，搭建了一套5．5kW PMSG控制系統，如圖3所示。風(fēng)力機模擬平臺參數：感應電機功率7．5kW；電機極對數2；齒輪箱變比17：1。PMSG參數：額定功率5．5 kW；額定線(xiàn)電壓230 V；額定電流19．5 A；額定轉速80 r·min-1；極對數8；d軸電感77．56 mH；q軸電感107．4 mH；定子電阻1．1 Ω；直流母線(xiàn)電壓260 V；額定轉矩656 N·m。使用通用變流器控制的7．5 kW感應電動(dòng)機作為風(fēng)力機模擬平臺，通過(guò)齒輪箱降速與額定功率為5．5 kW PMSG相連。PMSG由機側變流器實(shí)現發(fā)電控制，由于在實(shí)際風(fēng)力發(fā)電系統中直流母線(xiàn)電壓通常由網(wǎng)側變流器來(lái)提供，并維持恒定，在此通過(guò)直流電源作為直流母線(xiàn)供電電源，并在直流母線(xiàn)上并聯(lián)電阻Rdc作為系統負載，用來(lái)消耗PMSG發(fā)出的電能。
圖4a，b為PMSG在傳統DTC和預測DTC下的穩態(tài)轉矩與電流波形，其中轉速為40 r·min-1，轉矩給定為-350 N·m，電流有效值為7．4 A，此時(shí)PMSG輸出功率為1．5 kW?？梢?jiàn)，傳統DTC下，實(shí)際轉矩在給定轉矩值上下波動(dòng)，紋波水平約為8％，電流THD值為7．29％；預測DTC下，轉矩紋波明顯減小，約為給定值的4％，電流THD值為5．9％，相比于傳統DTC有所改善。
圖4c，d示出PMSG在傳統DTC與預測DTC下的動(dòng)態(tài)響應波形，轉矩均從-350 N·m階躍至-150 N·m，同時(shí)電流值也相應地減小，預測DTC和傳統DTC下響應時(shí)間分別為6．3 ms和6．5 ms，可見(jiàn)所提出的預測DTC策略保留了傳統SVM-DTC優(yōu)良的動(dòng)態(tài)特性。
4 結論
由于DTC策略在每個(gè)采樣周期內均需進(jìn)行數據處理，導致相應的采樣與控制時(shí)間延遲，增大了轉矩與磁鏈的控制誤差。為此提出一種基于空間矢量調制技術(shù)的PMSG預測DTC策略，該方案通過(guò)對轉矩和磁鏈的預測，可有效彌補時(shí)間延遲對系統性能的影響。實(shí)驗結果表明，該預測算法可有效減小轉矩紋波，同時(shí)也保留了傳統空間矢量調制DTC優(yōu)良的動(dòng)態(tài)特性，提高了系統性能。
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