马 晓娜 ，任 一峰

（中北大学信息与通信工程学院，太原 030051）

0 引言

在可再生能源开发利用的风力发电技术中，一种交流励磁变速恒频双馈发电系统正在得到广泛应用[1-2]，其发电机的励磁变频器应具有良好的输入、输出特性，同时还必须有功率双向流动的能力，因而常采用PWM整流。经过多年发展，三相电压型PWM整流器的控制方法已经从最初的直接电流控制发展到基于旋转坐标变换理论的定向控制方法，近些年又研究出了基于虚拟磁链的控制方法[3]。引入的虚拟磁链无需检测电网电压，省去了交流电压传感器，同时提高了可靠性。本文对基于虚拟电网磁链直接功率控制系统进行了理论分析，并建设基于 MATLAT/Simulink 环境下的仿真模型，对系统进行仿真。

1 基于虚拟磁链直接功率控制系统理论分析

1.1 交流电机中磁链的概念

交流电机是一个非线性，多变量，强耦合的系统[4]。取三相定转子轴线如图1所示，并假设电压、电流、磁链的正方向符合右手螺旋法则，可以取到绕组磁链的表达式为：

图1 交流电机定转子ABC坐标系统

1.2 虚拟电网磁链估算

图2是PWM整流器的主电路，它与变频器供电三相交流电机定子电路有着很大的相似性。

图2 PWM整流器主电路

PWM整流器中的电网电压相当于交流电机的气隙磁场在定子绕组中产生的感应电势，电抗器的电感和电阻分别相当于电机定子绕组的漏感和电阻[5]。因此，可以将PWM整流器看成一台无限大由变频器供电、以同步转速恒速运行的、定子电阻和漏感分别为R和L的同步电机。……