基于前饋控制的雙饋感應(yīng)電機(jī)矢量控制

式(5)表明，由定子電壓至定子電流的傳遞函數(shù)是一個(gè)二階環(huán)節(jié)。因此，當(dāng)電網(wǎng)電壓出現(xiàn)一定波動(dòng)時(shí)，電網(wǎng)電壓的變化將引起定子電流產(chǎn)生一個(gè)工頻周期振蕩分量，該振蕩分量將引起定子側(cè)輸出功率的振蕩。

因此，通過(guò)在轉(zhuǎn)子電流中引入一個(gè)與電網(wǎng)電壓振蕩分量相反的參考值恰好可對(duì)由電網(wǎng)電壓波動(dòng)引起的定子電流振蕩形成阻尼作用。令：

轉(zhuǎn)子電流的參考值將由功率控制外環(huán)產(chǎn)生的電流給定值ird有功，irq無(wú)功與暫態(tài)阻尼電流irdd，irqd共同組成，即irdref=ird有功+irdd，irqref=irq無(wú)功+irqd。加入阻尼控制后的系統(tǒng)等效控制框圖如圖3所示。

4 實(shí)驗(yàn)
針對(duì)該前饋控制策略，設(shè)計(jì)了一套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1的DFIG實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。系統(tǒng)中雙PWM變換器的逆變級(jí)和整流級(jí)均以PM75RLA120型IPM為主體構(gòu)成。控制系統(tǒng)以TMS320F2812微處理器為核心構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)雙PWM變換器的控制、通訊與保護(hù)功能。DFIG參數(shù)為：定子額定電壓380 V，額定電流6．8 A，轉(zhuǎn)子側(cè)額定電壓380 V，額定電流3．2 A，極對(duì)數(shù)為2，額定轉(zhuǎn)速1 800 r·min-1，定子電阻1．37 Ω，轉(zhuǎn)子電阻1．65 Ω，定子電感0．161 H。DFIG由一臺(tái)三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)中，DFIG轉(zhuǎn)速為1 600 r·min-1，基于前饋控制的DFIG定子側(cè)電壓電流如圖4所示。

圖4a為穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)波形。此時(shí)DFIG定子側(cè)穩(wěn)定輸出有功功率2 kW。圖4b為有功功率給定值變?yōu)?．6 kW的動(dòng)態(tài)過(guò)程。可見DFIG定子側(cè)輸出能很好地跟蹤參考信號(hào)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快速，且在電網(wǎng)電壓由于有功輸入增加而出現(xiàn)一定波動(dòng)時(shí)定子電流控制獲得了良好的穩(wěn)態(tài)特性。

5 結(jié)論
在雙饋感應(yīng)電機(jī)的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，分析了電網(wǎng)電壓波動(dòng)與定子電流工頻周期振蕩分量之間的關(guān)系，提出在轉(zhuǎn)子電流控制中引入前饋控制，即在轉(zhuǎn)子電流的參考信號(hào)中加入增加系統(tǒng)阻尼的阻尼控制方法，以消除電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)定子輸出電流的影響，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。給出雙饋感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了所提控制策略的正確性。