沟通励磁发电机励磁控制系统实验讨论摘要：采纳适宜的励磁控制策略和性能优良的变频励磁电源是沟通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：沟通励磁发电机；励磁控制系统；实验1 沟通励磁用双 PWM 变换器工作原理图 1 为双 PWM 变换器励磁的沟通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。对于沟通励磁发电机而言，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，局部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，电网侧变换器那么工作于 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，利用适宜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 沟通励磁发电机的数学模型假设定、转子的各物理量正方向均根据电动机惯例选取，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，那么电机电压和磁链方程为：式中：R、Rr 为定、转子绕组等效电阻；L、Lr、Lm 为定、转子绕组自感及互感；ud、uq、urd、urq 为 d、q 轴定、转子电压；id、iq、ird、irq 为 d、q 轴定、转子电流；ψd、ψq、ψrd、ψrq 为d、q 轴定、转子磁链；ω1、ω 为同步角速度和转差角速度；p 为微分算子。由于沟通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，假如采纳发电机定子电压定向控制，那么矢量控制系统可以大为简化。将定子电压综合矢量定向在 d 轴上，那么有：式中 U 表示定子电压综合矢量的幅值，这时 d 轴的位置就是定子电压综合矢量的位置。将检测到的定子三相电压经过 3/2 坐标变换，得到静止两相坐标系下的定子电压 uα、uβ，可计算出定子电压矢量的位置，由此得到 d 轴的位置 θ1。忽略电机定子电阻，将式〔3〕代入式〔1〕，且认为发电机稳态运行时定子磁链不变，那么：式〔2〕的定子磁链方程可简化为：将该磁链方程代入电机电压方程：在 d-q 坐标系下的定子有功功率和无功功率：2.2 沟通励磁发电机解耦励磁控制策略由式〔7〕可知，发电机定子有功功率和无功功率分别与定子电流的转矩重量和...
