霍现旭， 胡书举， 许洪华

(1.中国科学院电工研究所，北京 100190;2.中国科学院研究生院，北京 100049)

0 引言

电励磁同步电机具有功率因数高且可调、过载能力强、转动惯量小等优点，在水电、火电中得到了广泛应用。德国Enercon等公司已经将电励磁同步发电机应用于风电系统中，国内湘电等一些公司也在进行电励磁风力发电系统的研制。目前国内的主流机型为使用双馈感应发电机(Double-Fed Induction Generator，DFIG)的双馈型风电系统和使用永磁同步发电机(Permanent Magnet Syndronous Generator，PMSG)的直驱型风电系统［1］。相比于DFIG，电励磁同步发电机具有功率因数高、弱磁区转矩特性好等优点;相比于PMSG，电励磁同步发电机具有无需永磁材料、无失磁风险、可调励磁磁通、造价相对便宜等优点，显示了一定的优越性能。

同步电机的矢量控制系统可分为转子磁场定向控制、定子磁场定向控制、气隙磁场定向控制等方式［2］。转子磁场定向控制系统结构简单，定向容易，只需检测转子轴线位置即可实现定向，一般用于永磁同步电机控制中。文献［3］等采用了定子磁链定向控制，文献［4-5］等采用气隙磁链定向控制。在不同的控制目标和控制方式下，定子磁场定向控制和气隙磁链定向控制对于转子激磁电流、功率因数、系统稳定性等方面影响不同，各有优劣。本文采取气隙磁链定向矢量控制系统。

气隙磁场定向控制能够得以有效实现的关键，在于电机磁链信息的准确获取。对电励磁同步电机磁链观测常用的方法有电流模型、电压模型和混合模型。……