石志强, 李润伟, 周 枫

(1.北京京能清洁能源电力股份有限公司内蒙古分公司 生产管理部, 内蒙古 呼和浩特 010070;2.福氏新能源技术(上海) 有限公司 技术部, 上海 201315)

永磁同步电动机因其具有控制方便、机械特性好、效率高、成本低等优点,而被广泛用于风力发电机组。随着我国风电系统的推广应用,风电中的永磁同步电动机的控制问题也越来越受到关注[1-3]。随着控制理论研究的深入,永磁同步电动机的控制方式也多种多样[4-6]。直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)是近年来使用较广的控制策略。由于DTC出现较晚,仍然存在一些问题,例如转速超调,磁链、转矩波动较大等,在一定程度上受到了实际应用的限制[7-9]。

为了解决直接转矩中转矩及磁链脉动较大的问题,文献[10]对控制系统中滑模观测器在估计时存在的抖振问题,将具有扰动观测和补偿能力的滑模速度控制器取代了传统的PI控制器,能够有效改善控制系统的动态响应能力。文献[11]针对PI参数直接影响控制系统的动态响应的问题,提出采用混沌蚁群算法来优化参数,但实际效果不够明显。文献[12-13]在DTC中引入空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)技术,取代传统控制中的开关表,改善了开关频率问题,而且减少了开关损耗。但控制系统过于依赖电机的参数变化,系统的响应速度较慢。

基于以上问题,本文设计了磁链、转矩和转速模糊PI控制器,并且采用了SVPWM 控制,使得电机系统的抗干扰能力得到了大大提升。仿真和实验的结果表明,基于模糊PI控制策略的电机系统中的磁链、转矩脉动得到了有效抑制,突加负载后的系统响应速度也得到了提升。……