混合励磁同步发电机交流励磁的矢量控制

2014-01-13刘明基张晓燕

微特电机 2014年2期

刘明基，张晓燕，李理

(华北电力大学，北京102206)

0 引言

永磁发电机由于具有高功率密度、高可靠性、小体积等优点，在节能方面具有独特的优势，但其磁场不易调节，导致输出电压随转速或负载变化而变化，影响供电质量［1］。混合励磁同步发电机(以下简称HESG)在永磁发电机的基础上加入辅助电励磁，通过调节电励磁磁场维持输出电压稳定。HESG 在车载独立电源和备用电源方面拥有广阔的应用前景［2］。

目前大量研究中的HESG 主要区别在于励磁结构的不同，辅助励磁普遍采用直流励磁。文献［3］提出的磁分路式径向结构混合励磁同步发电机存在径向磁通和轴向磁通，利用磁分路结构调节气隙磁场大小，励磁绕组放置于固定在电机端壳上的导磁环中，实现了无刷励磁;但轴向磁路存在附加气隙。文献［4］中的双定子混合励磁同步发电机在转子内设计了一个内定子和一套直流无刷励磁装置，嵌放有励磁绕组的励磁支架固定在电机端壳上，实现无刷励磁。文献［5］中混合励磁发电机的励磁绕组装在转子上，采用旋转整流器实现励磁无刷化，但结构较为复杂。

本文提出一种直接采用交流励磁的HESG 结构［6］，介绍了HESG 的结构和工作原理，建立了HESG 的数学模型，提出一种利用电压空间矢量将电励磁磁场定向于d 轴，实现用最小的电励磁电动势得到最佳电压调整量的控制方法，并对励磁控制系统进行仿真研究。