摘要：采用合适的励磁控制策略和性能优良的变频励磁电源是交流励磁发电机能够发挥其良好的调节性能、运行的灵活性及可靠性的关键。

关键词：交流励磁发电机；励磁控制系统；实验

1交流励磁用双PWM变换器工作原理

图1为双PWM变换器励磁的交流励磁发电机系统总体结构图，双PWM变换器由电网侧变换器和转子侧变换器所构成。两个PWM变换器的电路拓扑结构完全相同，在转子不同的能量流动方向状态下，交替实现整流和逆变的功能。对于交流励磁发电机而言，当其运行于次同步状态时，转子绕组吸收转差功率，电网侧变换器工作于PWM整流状态，转子侧变换器工作于PWM逆变状态；当发电机运行于超同步状态时，部分转差功率将由转子绕组经励磁变频器回馈电网，此时转子侧变换器工作于PWM整流状态，电网侧变换器则工作于PWM逆变状态。通过对网侧变换器的控制可建立转子侧变换器所需的直流侧电压，利用合适的转子侧变换器控制策略可实现发电机的解耦励磁控制。

2转子侧变换器控制策略

2.1交流励磁发电机的数学模型

假设定、转子的各物理量正方向均按照电动机惯例选取，转子量均折算到定子侧。设d-q坐标系以同步速度旋转且q轴超前于d轴，则电机电压和磁链方程为：

式中：Rs、Rr為定、转子绕组等效电阻；Ls、Lr、Lm为定、转子绕组自感及互感；usd、usq、urd、urq为d、q轴定、转子电压；isd、isq、ird、irq为d、q轴定、转子电流；ψsd、ψsq、ψrd、ψrq为d、q轴定、转子磁链；ω1、ωs为同步角速度和转差角速度；p为微分算子。由于交流励磁发电机通常直接连接无穷大电网，定子电压的幅值和频率恒定，如果采用发电机定子电压定向控制，则矢量控制系统可以大为简化。……