开绕组无刷双馈发电机直接功率自抗扰控制策略

詪詪

D驱动控制摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇

摇摇2020年第48卷第3期摇摇

riveandcontrol詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪

摇48

詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪杨小亮等摇开绕组无刷双馈发电机直接功率自抗扰控制策略

开绕组无刷双馈发电机直接功率自抗扰控制策略

(1.郑州轻工业大学电气信息工程学院,郑州450002;2.河南省信息化电器重点实验室,郑州450002)摘摇要:根据开绕组无刷双馈电机在同步旋转坐标系中的数学模型,推导和分析了功率绕组输出瞬间功率和控制绕组功率电压之间的关系,并建立对应状态方程。设计无刷双馈电机直接功率自抗扰控制器,实现了有功功率和无功功率的解耦控制。搭建了开绕组无刷双馈发电机直接功率自抗扰控制系统的仿真模型,给出了系统暂态、稳态及参数扰动等不同工况下的仿真结果,仿真结果验证了该新型控制策略的可行性和有效性。

关键词:开绕组;无刷双馈发电机;直接功率控制;自抗扰控制

中图分类号:TM315摇摇文献标志码:A摇摇文章编号:1004-7018(2020)03-0048-06

杨小亮1,2,孙建新1,王延峰1,2,申永鹏1,2,王明杰1,2,王宇豪1

DirectPowerActiveDisturbanceRejectionControlStrategyfor

OpenWindingBrushlessDoubly-FedGenerator

WANGMing-jie1,2,WANGYu-hao1

Zhengzhou450002,China;

YANGXiao-liang1,2,SUNJian-xin1,WANGYan-feng1,2,SHENYong-peng1,2,(1.SchoolofElectricalandInformationEngineering,ZhengzhouUniversityofLightIndustry,2.HenanKeyLabofInformationBasedElectricalAppliances,Zhengzhou450002,China)

rotatingcoordinatesystem,therelationshipbetweentheinstantancepowerofthepowerwindingandthevoltageofthecon鄄trolwindingwerederivedandanalyzed.Thedirectpowerstateequationwasthenobtained.Thedirectpoweractivedisturb鄄ancerejectioncontrolwasdesignedtorealizethedecouplingcontrolofactivepowerandreactivepower.Thesimulationre鄄theresultsshowedthatthenewcontrolmethodiscorrectandeffective.rejectioncontrol(ADRC)

Abstract:Accordingtothemathematicalmodeloftheopenwindingbrushlessdoublyfedgeneratorsinthesynchronous

sultsunderdifferentworkingconditionssuchassystemtransient,steadystateandparameterdisturbanceweregiven,which

Keywords:openwinding,brushlessdoublyfedgenerator(BDFG),directpowercontrol(DPC),activedisturbance

0摇引摇言

近年来,不可再生能源的过度开发利用,导致严重的生态环境问题,制约了社会的发展与进步,因此,可再生能源日益受到各国政府的重视和关注

[1]

端各引出三个接线端子,并在该绕组两端各接一个变流器,构成开放式绕组馈电的拓扑结构,绕组采用这种结构的电机被称为开绕组[4]电机。文献[5]首次对开绕组电机进行研究,实验研究发现,此电机通过各逆变器的相互协调,能有效提高开绕组电机转矩响应速度和频带范围[6]。后来国内外学者将直接转矩控制[7]和直接功率控制[8](以下简称DPC)等控制方法应用到开绕组无刷双馈发电机(以下简称OW-BDFG)中,不仅证明了控制策略的可行性和有效性,也为这种新型结构电机的应用和推广提供了有价值的理论参考依据和必要的技术支持。简称ADRC)广泛应用于无人机[11]、船舶[12]、电机控制[13]等多个领域。ADRC吸取了现代控制理论的成果,在PID技术的基础上,通过构造跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性状态误差反馈控制率,加上若干个非线性函数和各个整定值的配合,组合出高品质的自抗扰控制器。

韩京清教授提出的自抗扰控制技术[9-10](以下

益完善,大量生产使其成本不断降低,并且风能具有清洁、无限循环利用的特点,被公认为最具商业开发前景的可再生能源之一

[2]

。其中风能的利用技术相对成熟,而且设施日

。作为近年发展起来的

一种新型发电机,无刷双馈风力发电机具有变速恒频恒压发电、取消电刷滑环结构、功率因数可调等优点,是目前代替主流有刷双馈风力机的重要方向[3]。普通电机是将定子三相的一端或两端连接起来,将普通电机三相绕组的连接端解开,在绕组两

收稿日期:2019-11-12

基金项目:国家自然科学基金青年项目(61803345);河南省科技厅攻关项目(192102310206);河南省高等学校重点科研项目计划(19B470008)

摇摇

詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪

摇摇2020年第48卷第3期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇

摇摇摇摇摇

D驱动控制摇摇riveandcontrol詪詪

当前,大多数BDFG的控制研究还处于研究探索阶段,在双馈电机控制理论的基础上,将控制方法移入到无刷双馈电机中,并对其进行不断的完善是目前无刷双馈电机研究的重要途经。目前常见的控制方法有:(1)标量控制[14]定,该控制算法对硬件要求不高,通过,实现简单PI调节器实现给,但动态性能指标较低;(2)矢量控制[15-16]利用解耦控制的思想,实现了对有功功率和无功功率的解耦控制,研究表明,矢量控制动态性能优良,调速范围宽,但该控制方法计算复杂且对参数的精度要求较高;(3)直接转矩控制[17-19]是通过测量三相定子电压和电流来计算磁链和转矩,并通过磁链和转矩的直接跟踪来实现对电机的控制,该控制性能优越,无需复杂的解耦思想,但低速时存在磁链和转矩脉动大等缺点。为进一步提高电机控制系统的有效性和鲁棒性,国内外专家学者提出了多种新型的控制策略自适应PID控制[23-24]、模糊自适应等,这些新型的控制策略不仅PID控制,如间接转矩控制[20-21][22]、专家加快了系统响应,并且对电机动、静态性能有了进一步提升。

通过对开绕组发电机和自抗扰控制器的深入分析,本文研究了一种OW-BDFG的直接功率自抗扰控制策略,通过推导控制绕组侧电压与功率绕组侧有功功率和无功功率之间的关系方程,设计了自抗扰控制器,实现了对系统功率绕组侧的有功功率和无功功率的解耦控制。该控制策略不需要使用控制绕组侧电流回路,提高系统的反应速度,当被控对象参数发生变化时或有不确定扰动时具有较强的抗干扰性和鲁棒性,同时克服了传统DPC频率不固定、静差大等缺点。在MATLAB/Simulink平台上搭建证明该状态方程的正确性以及控制方法的有效性和OW-BDFG的直接功率自抗扰控制系统,通过仿真

鲁棒性。

1摇OW-BDFG模型和DPC模型

1.1摇OW-BDFG图1OW-BDFG所示,主要包括风力机变速恒频风力发电系统结构组成如

变速恒频发电机理

、增速齿轮箱、功率绕组和分开表示的控制绕组、控制绕组机侧双变流器(以下简称MSC)、网侧变流器(以下简称GSC)以及隔

图1摇OW-BDFG的变速恒频风力发电系统

离变压器等。其中,功率绕组直接与工频电网相连,因控制绕组能量流动的双向性,故机侧和网侧均需采用双向可逆变流器,再经隔离变压器与电网相连。如图1所示,BDFG稳态运行时,电机的转速与

绕组频率,绕组极对数pp,pc的关系:

fp=

nr(pp60

+pc)

依fc

(1)

式中:n绕组;pr为发电机转速;下标p,c为功率绕组和控制p,pc为电机的极对数;f频率。

p,fc为电机的绕组当电机运行时,转速大于同步速时,发电机为超同步运行状态,fc取负值,表示控制绕组电流相序与电机转向相反;反之,当电机转速小于同步速时,发电机为亚同步运行状态,fc取正值,控制绕组电流相序与电机转向相同。极对数不会变化,当转速发生变化时,若想保证功率绕组频率不变,由式(1)可知,只需调节控制绕组频率即可。1.2摇OW-BDFG数学模型

在本文中,OW-BDFG采用两相d,q坐标系数

学模型[25]éqpù,电压方程:êuêêuúudpú

ú=摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪摇êêqcëuúdécúû

êRêp+pLp棕Lp-pLm棕Lê-êêëi(棕-棕L-pLp棕m)L(棕RrpLmùú

p+p棕Lm棕Lmú

-棕)LRr+pL(ú·qp

impLm(棕ccr-棕)Lc棕Rr-棕)Lcúm-c+pLcúû摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇杨

dp

iqc

idc]T摇

小

(2)

摇摇

亮等磁链方程:

摇é0-L开ê鬃qpùúéê摇Lpê鬃ê鬃dpúê摇L0

p摇0

mL0ùúéêiqpù

ú绕组êêqcú=ê-L0ë鬃ú摇无刷dúêêm由式(2),式cûë(3)可得摇0

:

L摇L0cL0múúêidpúúêiqcú(3)

m

úêú双c

ûêëidc

úû

uqp=Rpiqp+p鬃qp+棕鬃dp

üuïdp=Rupidp+p鬃dp-棕鬃qpïïý

qc=Rciqc+(4)

=Rp鬃qc+(棕r-棕)鬃dcï

u式中:u,i为电压和电流ciï

dcdc+p鬃dc-(棕;鬃为磁链r-棕)鬃q;R为电阻cþ

;LL为功率绕组自感、控制绕组自感以及功率绕p,组与控制绕组间的互感c,Lm;棕和棕组和控制绕组任意速旋转参考坐标系的角速度r-棕分别为功率绕;下

标p=dd,/qd为t为微分算子分别表示d。

,q坐标系下d轴和q轴分量;詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪馈发电机直接功率自抗扰控制策略

詪詪摇49

[摇摇

詪詪

D驱动控制摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇

摇摇2020年第48卷第3期摇摇

riveandcontrol詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪

詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪根据瞬时功率理论[26-27]可知,OW-BDFG功率

绕组输出的瞬时有功功率P和无功功率Q表达式分别如下:

P=

3(uqpiqp+udpidp)üï

ïQ=3(u2

)ý

qpidp-udpiqpïï

(5)

þ1.3摇DPC模型

2

由于OW-BDFG的功率绕组直接与电网相连,可以近似认为功率绕组的电压幅值、频率均为定值,所以一般选择电压定向或磁场定向方式[28]

采用功率绕组定子磁链定向,将同步旋转d,。q本文坐标系的d轴定向在定子磁链追p方向上,此时,d,q轴上的磁链分量分别为:追dp率绕组频率为工频,功率绕组电阻忽略不计=追p,追qp,=感应电0。功

动势e近似等于定子电压,根据发电机惯例,感应电

动势e滞后于磁链追p则有u90毅,所以e位于q轴负方向,追qp=up,udp=0。

dp=追pLp,i追-qpLm=i0,结合式ü(3)可知:

qpqc=0LiLïpdp+midc=鬃pïï

L鬃ý

ciqc-Lmiqp=qcï

(6)Lci=鬃ï

dc+Lmidpd则由式(6)得:

cþiqp=

Lm詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪摇摇将式(7)代入鬃Liqcp

(7)qc=Lciqc-Lmiqp中,整理得:

杨

小iqc=鬃qc

亮LLp

pLc-L2(8)

等又由式(6)得:

m

摇开绕idp=

鬃p-LmLdc

组无刷摇摇将式(9)代入式鬃Lp

(9)

dc=Lcidc+Lmidp中,整理得:

双馈idc=发电机摇摇(8)、LLpLm

式pL(10)c-L2鬃dc-2

鬃p分别代入式mLpLc(7)、-Lm(10)直理得:

将式式(9)中,整接功i率qp=

LLm

üï

自pLc-L2m

鬃qc

ï

ý抗扰iï(11)dp=-控制策摇LLmpLc-L2m鬃dc+LLc

pLc-L2鬃pïþ略

得摇:

将uu代入式m

qp=p,udp=0,(5),并整理

P=3upiqpï詪詪50

Q=2

ü

ï3

2uýpi(12)

dpïï

þ式中摇摇:将式up是定子电压矢量的幅值(11)代入式(12)中,得有功功率,为常数。功率Q分别如下:

P和无功

P=2(3

L3üï

pLupLm

c-L2m

)鬃qc

ï

Q=

2up(-LLýmpLc-L2m

鬃dc

+ï摇(13)摇LLc

p2

鬃p)ïþQ的导数表达式摇对时间t进行微分Lc-Lm

:

,则有功功率P和无功功率P·

=

2(L3pLLpcup

c-L2pc

)uqc+(棕r-棕)Q(t)-(棕r-棕)2(Lp3LupLc

c-L2pc)

鬃p摇摇摇

(14)

Q·

=

摇2(L-3Lpcup

pLc-L2pc

)udc-(棕r-棕)P(t)(15)

率和无功功率间的关系摇通过研究控制绕组侧电压与功率绕组侧有功功DPC,建立了基于以此验证上述状态方程的正确性和该新型控制策略状态方程。在此基础上,设计自抗扰控制器d,q坐标系的,的有效性。

2摇BDFG直接功率ADRC系统

2.1摇二阶自抗扰控制器的结构及各部分功能(典型的自抗扰控制器由非线性跟踪—微分器

和非线性状态误差反馈控制率以下简称TD)、扩张状态观测器如图2所示。

(以下简称(以下简称NLSEF)ESO)组成[29],图2摇二阶自抗扰控制器结构图

以此实现快速无超调跟踪TD用来获得合理的微分信号并安排过渡过程,可在一定程度上解决超,调和快速性之间的矛盾。

总和控制量进行实时估计ESO用来对系统未知模型部分和不确定外扰的,根据被控对象的输出和输入来估计被控对象的状态量zNLSEF利用TD和ESO的输出之间的差值来生

1,z2和总扰动量z3。

成对象所需的控制量,并对扰动量进行补偿,以此构成最终的控制作用。

2.2摇二阶自抗扰控制器设计

采用二阶TD算法,构造最速离散跟踪微分器:

fh=fvhan(v1-v0,v2,r,h0)üïï

v1=v1+hv2ý

ï2=v2+hfïþ(16)

h

摇摇摇

詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪摇摇其中函数fhan(x1,x2,r,h0)算法:

d=rh2,a0=hx2,y=x1+a0

üïïa1=d(d+8y)ïïsign(y)(a1-d)

a2=a0+ï

2ï

ï

sign(y+d)-sign(y-d)ý(17)sy=

ï2

ï

a=(a0+y-a2)sy+a2

ïïsign(a+d)-sign(a-d)

sa=ï2

ïï

fhan=-r[a/d-sign(a)]sa-rsign(a)þ

摇摇2020年第48卷第3期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇

摇摇摇摇摇

D驱动控制摇摇riveandcontrol詪詪

定了NLSEF响应速度的快慢,参数r也参与了调节系统响应的过程,参数b的取值一般与b0相等。

3摇基于自抗扰控制器的BDFG的DPC系统

针对OW-BDFG模型的复杂性和强耦合性等问题,本文建立了控制绕组侧电压与功率绕组侧有功功率和无功功率间的关系,通过自抗扰技术来实现对OW-BDFG有功和无功功率的解耦控制。

有功功率P的动态过程由式(14)表示,无功功率Q的动态过程由式(15)表示。利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建ADRC系统,合理选取ESO

詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪式中:h为积分步长,积分步长的缩小对抑制噪声放大起重要作用,但计算次数增多;h0为滤波因子,扩大滤波因子可增强滤波效果,同时也降低了跟踪速相应的滤波效果会变差;sign函数为符号函数。所需要的调节时间,调节速度因子r,直到达到本文踪的效果。态观测器:

fe

在此设置参数h与h0为0.01,根据系统对响应度;r为速度因子,速度因子越大跟踪速度越快,但

参数,通过适当的补偿来抵消功率绕组和控制绕组之间的交叉耦合,将式(14)和式(15)中的非线性项与耦合项看作系统的内部扰动,根据ADRC原理和图2,结合OW-BDFG内部电压与功率间的关系,建立了基于ADRC的BDFG的DPC仿真模型,如图3所示。

满意的曲线;参数h和r需相互配合才达到快速跟

ESO是自抗扰的核心部分,建立非线性扩张状

e=z1-y

·z1üï

=fal(e,a1,d),fe1=fal(e,a2,d)ï

ïï

=z2-茁1eý

(18)

·z=z茁ï·

23-2fe+bu

ïz=-茁ï式中:幂次函数3

f3fe1

ïþal(·){

x/为表达式如下啄(1-琢)sign(x)摇摇

,fal(x,琢,啄)=

x<啄

x琢式中:啄>0;z摇

摇

x逸啄

(19)

值;茁1,z2和取aaz3为状态量x1,x2和x3的跟踪1,茁2,茁3,b,a1,2,d,琢,啄为参数。

开始,依次调节1=0.5,茁a22与=0茁.25,调节参数的过程中,从茁1

起超调,与此同时茁3,注意之间相互配合茁3不能因为过大而引3与b0,这两个参数对系统的扰动补偿起重要作用。NLSEF:

通过TD和ESO的输出误差得到控制量u0,

e1=v1-z1,e2=v2-z2üur,hï

0=-fhan(e1,ce2,1)ï

ýu=u0-z3

ï(20)

bï

式中:c,r,b0

þ0和h1为参数。

fhan的算法同上,其中h1与h的取值一样,c决

图3摇OW-BDFG直接功率自抗扰控制系统框图

其中有功功率P的非线性及耦合项为(棕Q(t)-(棕r-棕)

2(L3pur-棕)·

LpLc

c-L2鬃p,无功功率Q的非线性

OW-BDFG与ADRC(t)。pc

及耦合项为(棕)r-棕)P表2和表3所示。

系统的相关参数如表1、

表1摇OW-BDFG相关参数

参数

数值数值功率绕组极对数p功率绕组电阻Rpp

0.控制绕组极对数参数

4

pc

2

功率绕组自感L功率绕组与控制p/mH

/赘

40.3871控制绕组自感控制绕组电阻LRcc//赘0.38.243848.3773绕组间的互感Lpc/mH

额定功率PmHe/kW

23

89表2摇有功功率ADRC相关参数

参数数值参数数值

h0.01har10000.b10000茁o

0..5

8

01詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪茁13001hac2

0120茁120..251201詪詪杨

小亮等摇开绕组无刷双馈发电机直接功率自抗扰控制策略

51

摇摇摇

詪詪

D驱动控制摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇

摇摇2020年第48卷第3期摇摇

riveandcontrol詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪

詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪表3摇无功功率ADRC参数

参数数值参数数值

h0.01h8000000.01arb10.5

ac07茁o

0.01h20..2501茁131500茁12

154摇仿真结果分析

ADRC利用MATLAB仿真软件搭建BDFG直接功率

相同条件下与传统滑模控制进行仿真对比系统,给定转速、有功功率、无功功率参数,并进行,在功率绕组电流的谐波分析,以此来说明BDFG直接功率ADRC策略中所推导功率模型的正确性及稳态条件下系统的控制性能;在稳定状态下,外部转速发生变化,通过对系统有功和无功功率跟踪波形的分析,得到系统的动态性能和抗外部干扰的能力;当电机参数发生变化时,有功和无功功率在经过短暂的波动后能够较快地跟踪设定的参考值,说明了控制系统抗内部参数扰动的能力。

4.1摇转速恒定时的特性

首先,设定转速为400r/min,有功功率给定值为5000W,无功功率给定值为-5000W,在相同条件下分别进行BDFG直接功率ADRC与普通滑模控制[30]仿真,结果如图4和图5所示,仿真波形包括有功功率、无功功率和功率绕组三相电流,以及控制詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪绕组三相电流。

杨小亮等摇(a)有功功率(b)无功功率

开绕组无刷双馈图(c)4摇转速及参考功率恒定时滑模控制的仿真波形

功率绕组电流(d)控制绕组电流

发电机直接功(a)有功功率

(b)无功功率

率自抗扰控制策图(c)5摇功率绕组电流

转速及参考功率恒定时的(d)ADRC控制绕组电流

仿真波形

略

图4和图5仿真结果显示两种控制策略均能够实现对定子功率绕组有功功率和无功功率的独立控詪詪52

制,验证了所推导的BDFG直接功率状态方程的正确性及ADRC策略的可行性。对比图4和图5可以

看出,两种方法都能够使有功功率和无功功率较好

地跟踪设定的参考值,但BDFG直接功率ADRC系统输出的有功和无功功率纹波远小于普通滑模控制系统纹波,显示出良好的稳态性能。

滑模控制参数k表4摇1~滑模控制参数

k4如表4所示[30]。

参数数值

参数数值

kk124.2摇功率绕组电流谐波分析

3

2500000kk24

1010000000图6和图7给出了普通滑模控制与ADRC相比较的功率绕组电流谐波图。在基频为50Hz的条件下,从1s开始,取功率绕组电流10个周期,进行电流总谐波畸变(以下简称THD)分析,从分析的结果可以看出,采用ADRC算法能够实现开关频率恒定,其电流谐波畸变仅为2.03%,满足并网电能质量的标准。

图6摇滑模控制中的图7摇ADRC中的电流谐波分析

电流谐波分析

4.3摇转速变化时的特性

在1s后,有功和无功功率给定值不变,在相同条件下,电机转速由400r/min变化到480r/min,电机动态波形如图8所示。由于自抗扰中ESO的补偿作用,电机转速上升变化的同时,有功和无功功率在经过短暂的振荡后,依然能够较快地跟踪设定的参考值;同时功率绕组电流的频率没有受到转速变化的影响,仍然稳定在50Hz,控制绕组的频率能够根据转速的变化而变化,从而实现风力发电系统的变速恒频控制,显示出良好的抗扰动能力,也进一步验证了本文控制策略的正确性和有效性。

(a)有功功率

(b)无功功率

(c)图功率绕组电流

8摇转速变化时电机控制的动态波形

(d)控制绕组电流4.4摇参数变化时的特性

系统在实际运行过程中,忽略定转子漏感,电机参数可能会因外界温度、集肤效应等发生变化[31-32]性,在稳态运行的情况下。为了验证仿真系统对参数变化的抗干扰,转速设定为400r/min,有功和无功功率给定值依然不变,在1s时将电机功

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率绕组和控制绕组的电阻与电感以及互感值增大

2002(3):13-18.

摇摇2020年第48卷第3期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇

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D驱动控制摇摇riveandcontrol詪詪

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(a)有功功率(b)无功功率

(c)功率绕组电流

图9摇参数变化时电机控制的动态波形

(d)控制绕组电流

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5摇结摇语

本文首先通过研究OW-BDFG控制绕组侧电压与功率绕组侧有功功率和无功功率间的关系,建立了基于d,q坐标系的DPC状态方程;在此基础上,设计自抗扰控制器,实现了对系统功率绕组侧有功和无功功率的解耦控制。通过仿真和对比研究,进一步验证了所推导直接功率状态方程的正确性及所设计的ADRCDPC策略的有效性,提高了控制系统的反应速度和系统抗外部及内部扰动的能力,且[24]摇张有松,刘志芳.基于模糊自适应PID控制的无刷双馈风力

具有良好的动、静态性能和较强的鲁棒性。参考文献

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powercontrolcontrolap鄄

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[J].IEEE作者简介:杨小亮(1980—),男,博士,讲师,研究方向为风力发詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪电机组控制,电机控制。

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小亮等摇开绕组无刷双馈发电机直接功率自抗扰控制策略

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