双凸极电励磁发电机系统非奇异终端滑模控制器的设计与仿真
2015-09-18戴卫力费峻涛
电力自动化设备 2015年6期
戴卫力,丁 骏,田 浩,费峻涛
(河海大学 物联网工程学院 江苏省输配电装备技术重点实验室,江苏 常州 213022)
0 引言
从20世纪90年代美国电机专家T.A.Lipo提出双凸极电机(DSM)[1]至今,国内外许多专家与学者对不同激磁方式与磁路结构的DSM进行了电磁特性[2-3]、发电[4]与电动控制[5]等方面的研究,并使其在飞机起动 /发电系统[6]、电动汽车驱动[7]及风力发电系统[8]等领域得到应用。在不同励磁方式的DSM中,由于电励磁和混合励磁DSM装有励磁绕组,励磁电流调节方便,非常适合作发电机使用。这类发电机用于发电系统时,无需检测发电机转子位置信号,只需外接三相整流桥即可输出直流电压[9]。同时,通过加装小功率的励磁调节器,调节励磁电流就可实现发电调压,且当发电机遇到故障时,只需关闭励磁调节器的功率开关就能实现对发电机的灭磁。
早期,双凸极发电系统中的励磁调节器采用的是单输出电压反馈控制,并不能使发电机获得良好的动态性能。后来,有学者提出在输出电压反馈控制的基础上增加励磁电流前馈补偿环节(简称为VFECF控制)对输出电压进行补偿,在双凸极电励磁发电机(DSEG)和双凸极混合励磁发电机[10](DSHEG)电压调节系统中取得了较好的效果,改善了发电机性能。与此同时,文献[11]还提出了在单输出电压反馈环的基础上增加负载电流前馈进行补偿(简称为LCFC控制),以此有效降低发电机在瞬态过程中的输出电压波动;此后,文献[12]又在LCFC控制的基础上引入了非线性的PI调节控制,改善了发电机的动态性能。……
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