永磁直驱风电变流器无传感器控制研究

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1、ELECTRICDRIVE2014Vo1．44No．2电气传动2014年第44卷第2期永磁直驱风电变流器无传感器控制研究付明星，李明成，马培锋，吕杰(中广核工程有限公司，广东深圳518024)摘要：永磁直驱风力发电系统是一种新型的风力发电系统，具有广泛的应用前景。背靠背的全功率变流器是直驱型风力发电系统中的关键设备，既要实现对电网转换优质电能的功能，又要对永磁同步发电机(PMSG)进行控制。永磁同步发电机的无传感器控制技术具有重要的研究意义。根据永磁同步发电机的数学模型，利用其电磁、电气关系，提出了一种基

2、于转子磁链闭环锁相环的永磁同步发电机位置的估算算法。通过仿真和实验结果表明，利用该估算方法能够准确计算出永磁同步发电机的位置，并可以利用其对永磁同步发电机实现有效的控制。关键词：直驱风电变流器；无传感器；永磁同步发电机；转子磁链；锁相环中图分类号：TK89文献标识码：AResearchonSensorlessControlforPMSGofDirect．driveWindPowerConverterFUMing—xing，LIMing·cheng，MAPei-feng，Lt)Jie(ChinaNuclea

3、rPowerEngineeringCo．，Ltd．，Shenzhen518024，Guangdong，China)Abstract：Permanentmagnetdirect-drivetypewindpowergenerationsystemisanewtypeofwindpowergenerationsystem，hasabroadprospectofapplication．Back-to-backfullpowerconve~eristhekeyequipmentofdirect—drivetype

4、windpowergenerationsystem，itrealizesthefunctiontoconve~highquali~electricalenergytothesridandtocontrolthepermanentmagnetsynchronousgenerator(PMSG)．ThescnsorIesscontroltechnologyofPMSGhasimportantresearchsignificance．Basedonthemathematicalmodelandtheelectr

5、omagnetic，electricalprincipleofPMSG，anestimationalgorithmofthepositionbasedonrotorfluxclosed—loopPLLwaspresented．TheresultsofsimulationandexperimentprovethattheestimationmethodCanaccuratelycalculatethepositionandmakeeffectivecontrolofpermanentmagnetsynchr

6、onousgenerator．Keywords：direct—drivewindpowerconve~er；sensor]ess；permanentmagnetsynchronousgenerator(PMSG)；rotorflux；phase．1ockedloop(PLL)光电码盘、旋转变压器等装置测量⋯，会带来成本1引言增加、安装维护困难、外界干扰等问题。因此，实直驱型风力发电系统是一种新型的风力发现永磁同步发电机的无传感器控制是全功率风电系统，采用风机直接驱动多极低速永磁同步发电变流器的关键技术，具

7、有重要的研究意义]。电机发电，然后通过全功率变流器将转换后的电目前，估算转子位置角的方法主要有高频信能并人电网。相对DFIG风电系统，因其省去了号注入法、模型参考自适应法、状态观测器估算传动齿轮箱，提高了系统效率和运行可靠性，并法、人工智能法等b。这些方法处理和实现过程复具有更容易实现低压穿越功能的优点，所以直驱杂，多处于理论研究阶段，有待于在实际应用中验型风力发电系统具有广泛的应用前景。证。本文根据两相静止坐标系下永磁同步发电机全功率变流器是直驱型风力发电系统的关的数学模型，利用其电磁、电气关系，提出了

8、一种键设备，既实现对电网转换优质电能的功能，又基于转子磁链闭环锁相环的永磁同步发电机位置对永磁同步发电机进行控制。其中永磁同步发的计算方法，仿真和实验结果表明了该方法估计电机的控制需要获得可靠的转子信息，现多采用永磁同步发电机位置和转速的可行性和有效性。作者简介：付明星(1983一)，男，硕士研究生，工程师，Email：fmx2000@163．tom电气传动2014年第44卷第2期付明星，等：永磁直驱风电变流器无传感器控制研究