1、外文原文：http:/ 1 页 中文 4450 字 出处： Industry Applications, IEEE Transactions on, 2006, 42(5): 1146-1154. 中文译文 快速交 直流 PWM 整流感应发电机系统的高性能控制 Jyoti Sastry, Olorunfemi Ojo, Zhiqiao Wu 摘要 ： 本篇主要描述了一种快速的交 直流感应发电机整流系统的直流电压调节控制方法，该整流系统中发电机的铜耗可减到最小。通过输入输出线性化的补偿，使得同步参考结构中的等价模型体线性化、
2、解耦，达到高性能的转速矢量 控制。稳态分解提供了发电机的操作规则，计算机仿真已证明了不同负载条件以及转速变化下的控制策略的有效性。文章还展示了一些实验结果。 索引词 ： 感应发电机，交 直流 PWM 整流器，励磁，输入输出线性化， 巴特沃 思多项式，磁饱和 、绪论 越来越多的研究和实际应用已转移到可再生能源系统，例如风能。又由于发电机具有低成本，维护费用少，结构简单牢固，无刷（鼠笼式）等固有的优点，增加了感应电机特别是发电机的使用。 感应电机的转差率决定了它是以发电机还是电动机运转，正的转差率说明电机以电动机形式运转，而
3、负的转差率标志着电 机工作在发电状态。 众所周知，感应电机可以用作自激发电机，也就是说（ a）通过定子接线端三个连接电容（ b）通过使用反用换流器 /整流器系统，发电机能够被励磁 1。在使用反用换流器 /整流器系统的情况下，直流侧的电容是否作为三相电容取决于反用换流器的开关信号，整流器的单相直流电容给感应电机提供必需的励磁。大量广泛的观察说明，过去超过 25 年里在自激，电压组合建模，感应电机的稳态分析等不同领域所做的大量工作已经被展示在 2。 而且，在以前的出版著作中，描述过感应发电机整流系统的矢量控制。该系第 2 页 统用于产生直流而且它的整 流器也提供
4、励磁 3。该系统特别适用于风能方面的研究应用，因此来研究变化的转子转速的反应控制器。 4中也做了感应发电机 整流器在方向场控制下的稳定性研究，强调了感应发电机在高速应用时存在可能的不稳定性。 本文中采用的控制方法已经详细展示，阐明了在系统的等效模型中，用输入输出线性化的方法将非线性部分从线性部分中分离出来。经测试，在电机负载变化以及转速变化的情况下，提出的控制策略依然可行。电机运转在最低铜耗下 5。通过调节转子使用最小损耗功能，可达到损耗最小。稳态分析处理自激发电机在饱和条件下的运行状况 6。研究了感应电机输出功率的容量以及在不同负载条件下电机操作时各个参数的作用。 本
5、篇分析主要突出了励磁量对系统的励磁需求的作用，该系统以调制信号的大小衡量励磁要求。通过固定磁链，电机励磁需要的调制量能被确定下来。连同饱和作用，研究了系统在最低铜耗下的情况。 本篇按以下方式组织：第二和第三部分分别详细地描述了三相快速整流器模块和感应发电机。在第三部分中也提到了组合系统模块。第四部分做了电机的稳态分析。第五部分明确地表述了控制策略，第六部分通过仿真和实验结果证明了提出的控制策略。 、三相快速整流器模型 在 系统中三相快速整流器用于交 直流转换。 每个整流器由六个活动开关（反并联续流二极管）组成，开关控制采用基于载波控制的三角 正弦脉冲宽度
6、调制方式（即 PWM方式）。上、下桥臂的三个开关器件的作用分别被定义为 11 21 31,S S S 和 12 22 32,S S S ，开关只有在开通时才起作用，当它关断时不起作用。而且，同一桥臂上下两个开关器件不能同时导通。在三相参考坐标系中，根据开关所起的作用，整流器的电压等式可表述为： 第 3 页 开关作用经连续傅立叶变换后可近似为一个 平均值和一个时变值。在三角 正弦 PWM方式中，随时间变化的调制信号和三角波做比较生成的信号控制开关通断。根据直流电压和相应的调制指标 (Mqs, Mds)，将（ 1 3）式转化到同步参考坐标系中， q轴和 d轴电压可被表述为： 转化到同步参考坐标系下，整流器直流侧的电压等式可以描述为： LR 是整流器负载。 、三相感应发电机模型 除电流方向不同外，三相感应发电机的模型方程式和感应电动机一样。系统模型如图 1展示。 图 1 交 直 流感应发电机整流系统 同步参考坐标系中发电机的方程式可以表述为：
