基于DSP與FPGA的雙饋式風(fēng)電變流器控制系統(tǒng)

4．1 轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制
轉(zhuǎn)子側(cè)變流器目標(biāo)是有功功率和無功功率解耦控制，并為發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)提供勵磁，以實現(xiàn)定子側(cè)的恒頻輸出。為實現(xiàn)DFIG的功率解耦控制，列出DFIG有功、無功功率：Ps=udsids+uqsiqs，Qs=uqsids-udsiqs。采用基于定子磁場定向的矢量控制策略并忽略工頻下的DFIG定子電阻，可簡化為：
Ps=-u1iqs，Qs=-u1ids (1)
由上式可知，DFIG輸出有功功率Ps與定子電流的轉(zhuǎn)矩分量iqs成正比，無功功率Qs與勵磁分量ids成正比。因為Ps和Qs的調(diào)節(jié)是通過DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)電壓型變流器實現(xiàn)的，推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子電壓與iqs，ids之間的關(guān)系如下：

udr’，uqr’為實現(xiàn)轉(zhuǎn)子電壓、電流解耦控制的解耦項；△udr，△uqr為消除轉(zhuǎn)子電壓、電流交叉耦合的補償項。將轉(zhuǎn)子電壓分解為解耦項和補償項，既簡化了控制，又能保證控制精度和動態(tài)響應(yīng)的快速性。構(gòu)建轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器控制系統(tǒng)見圖4。

在轉(zhuǎn)子側(cè)變流器控制中，通過檢測定子兩相電壓得到定子磁通角，并進行定子磁鏈計算。通過光電編碼器得到轉(zhuǎn)子速度，積分可得轉(zhuǎn)子初始位置角度。定子電壓頻率減去轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速頻率可得轉(zhuǎn)差頻率。在轉(zhuǎn)速功率雙閉環(huán)控制中，根據(jù)主控?zé)o功給定，計算出d軸電流指令，使定子側(cè)運行在指定的功率因數(shù)；根據(jù)主控的轉(zhuǎn)矩給定和實際的磁鏈可推導(dǎo)出q軸電流指令，以此來調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。將得到的d，q軸電流值加上各自的耦合項反變換到兩相靜止坐標(biāo)系下，作為SVPWM的輸入值來控制轉(zhuǎn)子側(cè)變流器。