无传感器双馈风力发电机转速辨识.pdf

学兔兔 第5期 (总第156期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．5 2009年1O月 MECHANICAL ENGlNEERING AUT0MATIoN 0ct． 文章编号：1672—6413(2009)05—0119—03 无传感器双馈风力发电机的转速辨识 李 岚，易小坤，路秀芬 (太原理工大学 电气与动力工程学院，山西 太原 030024) 摘要：针对双馈电机系统所采用的定子磁场定向矢量控制，采取了比较简便易行的PI自适应控制来估算转速， 利用电机的状态方程计算转子位置角，并分别用于磁场定向矢量控制的速度闭环和坐标变换中，并通过 MATLAB仿真验证了该方法的可行性。 关键词：无速度传感器；PI自适应；转差角；双馈发电机 中图分类号：TM31 文献标识码：A 0 引言 轴分量； 、 、， 、 分别为定子、转子磁链的 基于双馈电机的变速恒频(VSCF)风力发电系统 d、q轴分量； 小 i小 i l q2分别为定子、转子电流 是一种可以有效提高风力利用效率、减少维护费用、降 的d、q轴分量；R 、R 、L 、L 分别为定子、转子电 低运营成本、具有较高实际效益的方案。目前的双馈 阻、电感；L 为定子、转子互感；∞。为同步旋转角速 风力发电系统大多采用光电码盘来测量转速和转子位 度；OJs为转差角速度；P为微分算子；n 为电机的极 置角，但是使用这种光电码盘存在一些缺陷，如系统 对数；T，为电机的电磁转矩。 的成本大大增加，安装不当影响测速精度，使电机轴 定子磁场定向时，选择定子磁链 与d轴方向 向体积增大，码盘工作精度容易受环境条件的影响等。 一 致，因此有： 因此，双馈风力发电系统的无速度传感器控制成为近 几年的研究热点。 fI 。……………………(4) 1—0 。 双馈风力发电系统无速度传感器控制的关键是转 速的辨识，本文根据双馈发电系统定子磁场定向矢量 忽略定子电阻R 后，定子电压矢量 位于q轴 控制的基本原理，分析了基于PI自适应理论的转速辨 的负方向，因此有： 识方法及通过检测定、转子电流计算转子位置角的方 fUd1===0 法。在MATI AB环境下对系统进行了仿真，验证了该 I 口1一一 方法的可行性。 其中： 为电网电压有效值。 1 双馈发电机定子磁场定向原理 将式(4)、式(5)代入式(1)，得： 在同步旋转 —g坐标系下，双馈发电机的数学模 型为 ¨： l ：：= f d1一一R1id1一户 + 1’ 1 【户 ：01 J q1：一Rliq1--pT~q1一 1 d1 ／ 、 根据磁链方程式(2)，有： l d2