汤 成， 胡继胜

(大连交通大学 机车车辆工程学院,辽宁 大连 116028)

0 引 言

永磁同步发电机(PMSG)具有结构简单、效率高、体积小、损耗小等特点，因此在诸如电动汽车、风力发电等领域得到广泛运用[1]。将其运用到内燃机车发电系统中，对于减少内燃机车体积与降低运营维护成本具有重要意义[2]。在内燃机车永磁同步发电系统运行中，因为转速由内燃机提供，无法频繁改变转速，所以关键问题变为对电机输出电磁转矩进行高质量控制，以最终实现功率平衡，为后续用电系统提供高质量的中间直流环节电压。对于电磁转矩的控制归结于2点：(1)根据中间直流电压实际值调整转矩给定；(2)根据给定转矩得到dq轴电流给定以实现对电机的控制。

目前，Super-Twisting滑模控制已经在永磁同步电机速度控制、四旋翼控制器、逆变器等领域开展了算法应用研究[3-5]，但是在内燃机车永磁同步发电领域报道较少。本文主要对内燃机车永磁同步发电系统控制策略进行研究，提出改进的功率因数控制结合Super-Twisting高阶滑模控制器，在获得脉振更小品质更高的中间直流环节电压的同时保证了中间变流器容量得到充分利用。通过仿真试验验证整套控制系统在内燃机全速范围内的发电性能可靠性。

1 内燃机车发电系统功率匹配

内燃机车永磁发电系统受限于内燃机的有限功率输出，内燃机功率得到充分发挥显得尤为重要，同时为了保证用电系统的运行稳定，保证输出的中间直流环节电压稳定必不可少[6]。……