2020年25期
创新前沿
科技创新与应用
Technology Innovation and Application
段琦玮
体育的力量
（中国大唐集团新能源科学技术研究院有限公司，
北京100043）无刷双馈电机目前有多种控制算法，
其中矢量控制算法是研究最广泛的控制策略，
但由于其转速控制环和无功功率控制环具有较大的耦合性， 因此电机的矢量控制策略效果不理想[1-4]。本文基于无刷双馈电机功率绕组电压定向模型的研究，给出 了转速环和无功功率环的耦合方程，以此提出了具有耦合补偿模块的解耦补偿控制策略。在电机拖动实验平台上进行实验验证，实验结果表明了控制策略有较好动态效果，同时转速控制环和无功功率控制环有较好的解耦效果。
1解耦补偿控制策略分析
无刷双馈电机功率绕组电压定向的模型方程如下所示[5]：
（1）
（2）
其中，自由变量η和γ以及功率绕组、
控制绕组和转子各变量的坐标定位角θs1，θs2，φr 由式（4）给出：
胶南开发区（4）
式中：下标1，2，r 分别表示功率绕组、控制绕组、转子的物理量；V ，I ，Λ为电压，电流，磁链矢量；ω1，ω2分别为功率绕组和控制绕组的电压频率；R 1，R 2，R r 为功率绕组电阻，控制绕组电阻，转子回路电阻矩阵；L l1，L 1为功率绕组漏磁电感，功率绕组互感；L l 2，L 2为控制绕组漏磁电感，控制绕组互感；M 1r ∈R 1×N ，M 2r ∈R 1×N 为功率绕组同转子笼型绕组中每个环路的互感幅值，N 为转子每一笼型结构所包含的环路数；L r ∈R N ×N ，M r ∈R N ×N 为笼型自感矩阵及互感矩阵；T e 为电机电磁转矩；p 1，p 2分别为功率绕组极对数，控制绕
组极对数；ζ为两定子绕组A 相轴线的机械位置角度差；
上标“*”为取变量的共轭；上标“t ”为取矩阵的转置；real{}为
取变量的实部。θ1为功率绕组电压定向角。
根据定子电压定向坐标系的原理可知[5]：
（5）
为了简化控制系统的分析，通常忽略功率绕组的电阻
影响并且认为d Λs1/dt=0，则有：
（6）
摘
要：针对无刷双馈电机矢量控制策略里转速环和无功功率控制环耦合较大的问题，
提出了具有解耦补偿的矢量控制策略。此控制策略基于功率绕组电压定向坐标系，可以对电机转速和无功功率实现解耦独立控制，
同时避免了定子磁链的计算。通过搭建的实验平台进行了变速调频实验研究，证明了所提出的控制方法具有良好的动态性能和解耦补偿能力。
网站关键词：无刷双馈电机；解耦补偿控制；无功功率控制；定子电压定向中图分类号:TP391.9
合金加工
文献标志码:A
文章编号:2095-2945(2020)25-0014-03
Abstract:A Compensation Decoupling Control scheme is proposed for the Brushless Doubly-Fed Machine
(BDFM)based on the
PW (Power Windings ，PW)voltage oriented generalized vector model for the coupling between the speed control loop and the reactive power control loop.The control scheme can realize the decoupling control of speed and reactive power and avoid the calculation of
the stator flux-linage.An experimental platform has been built,and experimental results show that the proposed controller has good performance and good decoupling performance.
Keywords:brushless doubly fed machine (BDFM)；compensation decoupling control ；reactive power control ；stator-voltage-oriented
frame
马尼拉海沟
*基金项目：国家自然科学基金项目(编号:61571189)
彩石中学作者简介：段琦玮（1988-），男，博士，工程师，风光资源科研人员，
研究方向：电机控制。（3）
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