無位置傳感器控制技術(shù)在直驅(qū)變流器中的應(yīng)用

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1、第47卷第6期電力電子技術(shù)Vo1.47.No.62013年6月PowerElectronicsJune2013無位置傳感器控制技術(shù)在直驅(qū)變流器中的應(yīng)用楊兵,王宇,楊浩,方太勛(南京南瑞繼保電氣有限公司,江蘇南京211102)摘要:直驅(qū)型風(fēng)電機組具有能量轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高、并網(wǎng)功率控制靈活等優(yōu)點,在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域具有非常廣闊的市場前景。電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子位置角是直驅(qū)變流器控制策略中的重要參數(shù)。介紹了一種基于無位置傳感器控制技術(shù)的轉(zhuǎn)速和位置測量方法,該方法簡單、快速、動態(tài)響應(yīng)好。闡述了直驅(qū)型風(fēng)電變流器的拓撲結(jié)構(gòu)和控制策略,以及無位置傳感器控

2、制技術(shù)的測量原理和控制方法。通過Madab/Simulink仿真和現(xiàn)場工程應(yīng)用,驗證了該控制技術(shù)的有效性和可靠性。關(guān)鍵詞:無位置傳感器;變流器;直驅(qū);永磁同步電機中圖分類號:TP212.9文獻標識碼:A文章編號:1000—100X(2013)06—0063—02PositionSensorlessControlTechnologyinDirect-drivenConverterApplicationYANGBing,WANGYu,YANGHao,F(xiàn)ANGTai.xun(Nari—relaysElectricCo.,Ltd.,Nanji

3、ng211102,China)Abstract:Direct—drivenwindgenerationsystemisconsideredtobeallimportantresearchdirectioninwindgenerationtechnologyareaduetoitssuperioritiesofbeinggearless,noslipringsandbrushes,flexiblepowercontrolability,etc.Motor’Srotorpositionandspeedareimportantparamet

4、ersincontrolofdirect—drivenconverter.Themeasurementmethodofrotor’Spositionandspeedismainlypresented.Thetopologyandcontrolmethodofdirect—drivenconve~er,measurementprincipleofpositionsensor]esscontrolareproposed.ThispaperpresentsthesimulationofMaflab/Simulinkandengineerin

5、gapplicationtoprovethecontroltechnology’Savailabilityandreliability.Keywords:positionsensorlesscontrol;conve~er;direct—driven;permanentmagnetsynchronousmotorl引言PMSM數(shù)學(xué)模型需在d,q坐標系下建立。圖1示出PMSM數(shù)學(xué)模型及其在d.q坐標下的矢量圖。直驅(qū)型風(fēng)電機組具有能量轉(zhuǎn)換效率高、可靠∞為電機機械角速度。性高、并網(wǎng)功率控制靈活等優(yōu)點,在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域具有廣闊的市場前景。為實現(xiàn)

6、直驅(qū)型風(fēng)電機組高lS’、性能的閉環(huán)矢量控制,需獲得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和實時位:置【卜。通常采用成本合理、性能良好的無位置傳感器控制技術(shù).通過檢測電機的電流、電壓等可測物理量進行位置和速度估算。(a)水磁同步電機數(shù)學(xué)模型(b),q標系的矢量圖無位置傳感器檢測方法包括[]:基于永磁同圖1PMSM數(shù)學(xué)模型與d.q坐標系矢量圖步電機(PMSM)基本電磁關(guān)系的方法、三相端電壓Fig.1MathmodelofPMSMandvector-graphofd,qcoordinate和電流計算、基于反電動勢或定子磁鏈估算、基于由圖1可知,電壓方程為:各種觀測器的估

7、算方法。其中基于反電勢進行轉(zhuǎn)uz=dq'z/dt+Rsi一(£,,=d/dt+Rsi+。(1)子的轉(zhuǎn)速和位置估計的方法。具有簡單、快速和動式中:,為機端電壓在轉(zhuǎn)子位置角下的坐標變換值;態(tài)響應(yīng)快的優(yōu)點。為電機內(nèi)阻;∞為電機電角速度,用于坐標變換控制;2直驅(qū)型風(fēng)電機組控制概述,分別為合成磁鏈的d,q軸分量。磁鏈方程為:2.1永磁同步電機數(shù)學(xué)模型這里采用基于矢量控制的控制策略,因此熱為勵將式(2)代入式(1),可得:定稿日期:2013—01一l5作者簡介:楊兵(1982一),男,江蘇宿遷人,碩士,工程fsd=d£+R一6。i【=di/dt+

8、Rsi+oJ~Lj+n,(3)師.研究方向為風(fēng)電和光伏逆變器等電力電子領(lǐng)域。63第47卷第6期電力電子技術(shù)Vo1.47.No.62013年6月PowerElectronicsJune2013轉(zhuǎn)矩方程為:3.2控制策略=1

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