交流励磁发电机矢量控制励磁系统建模与仿真

针对交流励磁发电机强耦合的特点,介绍了定子磁场定向的交流励磁发电机矢量控制策略,推导了定子磁场定向矢量控制方程,建立了基于MATLAB/Simulink的仿真模型,进行了有功功率、无功功率调节仿真,结果证明了所建模型可实现交流励磁发电机有功功率、无功功率的解耦控制.

第!"卷第#期!))*年#月

水利电力机械

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交流励磁发电机矢量控制励磁系统建模与仿真

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宋耀东K，崔召辉K，胡美玲!

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（K’郑州大学电气工程学院，河南郑州

河南郑州QR)))!；!’国电郑州机械设计研究所，

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摘要：针对交流励磁发电机强耦合的特点，介绍了定子磁场定向的交流励磁发电机矢量控制策略，推导了

定子磁场定向矢量控制方程，建立了基于8,-5,VW2=BC&=>X的仿真模型，进行了有功功率、无功功率调节仿真，结果证明了所建模型可实现交流励磁发电机有功功率、无功功率的解耦控制。关键词：交流励磁发电机；矢量控制；8,-5,VW2=BC&=>X软件中图分类号：-7YKK：-8YQ

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文章编号：K))*Z*QQ*（!))*）)#Z))KRZ)Q

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引言

交流励磁发电机采用交流电源励磁，其转速随

/交流励磁发电机的基本方程

由于电机转子的旋转运动，使得定、转子间的互

电机转子馈电频率改变而改变。这样，可以使风机、水轮机按照最佳方式运行，以改善其运行工况，提高其效率，因而在抽水蓄能及风力发电等方面具有广阔的应用前景，其核心技术是基于电力电子和控制技术的控制系统设计

［K，!］

感为定、转子相对位置角!H的余弦函数。描述电机行为特性的数学模型是一组非线性、时变系数的微分方程组，如将其变换到在空间以同步速"K旋转的则在稳态时，各电磁量的空间合成!Z"Z)坐标系，

向量相对于坐标轴为直流量，这样，交流励磁电机的非线性、时变系数微分方程组在!Z"Z)同步旋转

［!］

坐标系中变成了常系数微分方程组。当定子侧电

。交流励磁发电机定、转子

的电流分别是工频和转差频率的交流量，是一个强耦合系统，简单地对交流电流进行闭环控制而不解耦，效果并不理想。如使用矢量控制技术将实际的交流量分解成有功分量和无功分量，并分别对这!个分量进行闭环控制，则可实现有功、无功功率的独

［K］

立调节，实现电机与电力系统的柔性连接。

压电流正方向按发电机惯例，转子侧电压电流正方向按电动机惯例，电磁转矩与转子转向相反为正，转差率#按转子速度小于同步速度为正，忽略定子铁耗，可得在同步旋转坐标系下交流励磁发电机的等效电路图，如图K所示。

收稿日期：!))*Z)RZ!K

作者简介：宋耀东（K#"!Z），男，河南新乡人，郑州大学电气工程学院在读硕士研究生，主要从事电力电子技术在电力系统中的应用

面的研究工作。