王昌垒 吴文菊

摘要：针对现有低速永磁发电系统电机存在5/7次谐波的控制问题，提出了一种基于四分之一周期延时法进行5/7次谐波dq轴分量的分解方法，并建立Matlab/Simulink仿真模型验证方法正确性，该方法已成功应用到工程实际中，控制效果显著。

关键词：四分之一周期延时法;5/7次谐波;仿真模型;

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1671-0924 （2022） xx-xxxx-x

0 引言

常见的鼠笼异步发电机和双馈异步发电机由于存在齿轮箱，双馈异步发电机还存在碳刷和滑环，使得系统成本高、可靠性差、维护量大等问题，并且低负荷运行时，效率较低，特别是随着单机容量的增加，问题更加突出，直驱和无刷化越来越受到人们的关注。因此，基于直驱永磁发电机的风电机组越来越成为大功率发电机组的首选方案[1]。永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor，PMSM）在本体结构上，由于工艺偏差、齿槽效应以及转子永磁体结构缺陷等，引起电机本体气隙磁场畸变，导致电机反电动势波形畸变，主要表现为5次和7次谐波。在变流器驱动方面会存在死区时间和管压降的影响[2]，这两个方面会引起6k±1（k 为自然数）次电压谐波。无论是电机反电动势谐波还是逆变器输出的电压谐波，谐波幅值均随谐波次数增大而衰减，因此主要考虑5、7次谐波，更高次谐波忽略不计。从系统控制策略角度，利用谐波补偿算法来抑制电流谐波，主要电流谐波抑制策略有谐波电压补偿多旋转PI控制、比例谐振（Proportional resonant，PR）控制、复矢量PI（Complex vector PI，CVPI）控制、重复控制（Repetitive Control，RC）、自抗扰控制（Active Disturbance Rejection Control， ADRC，其中PR控制容易引起系统谐振，RC和ADRC控制算法较为复杂，谐波电压补偿多旋转PI控制[3]易于工程实现。……