双馈发电机转子侧变流器按磁链定向的矢量控制系统如图8.11所示。图8.11 双馈发电机转子侧变流器按定子磁链定向的矢量控制系统系统检测发电机定子侧三相电压和电流，经3s/2s静止变换得到αβ坐标系上的电压usα、usβ和电流isα、isβ，然后由定子磁链观测器计算定子磁链Ψs幅值和位置角θs[见式、式]。......
2023-06-19
网侧变流器虚拟电网磁链定向矢量控制系统
【摘要】：虽然高通滤波器也会造成一定的幅值和相位误差，但是只要选择合适的截止频率ωc，误差就可以控制在工程允许的范围内。图8.17所示系统与基于d轴电网电压定向的网侧变流器电压、电流闭环控制系统相比减少了电压信号检测和锁相环等环节，控制系统较为简单。图8.17 网侧变流器虚拟电网磁链按d轴定向的无电压传感器矢量控制系统
在电网电压定向控制中，定向角φ信号用锁相环模块获得比较复杂，如果将变流器交流侧想象（虚拟）为三相交流电动机的定子侧，三相电压uga、ugb、ugc即为定子的三相感应电动势ega、egb、egc。在二相静止坐标系上，当忽略电阻Rg时，虚拟定子的电压方程为
虚拟电网磁链（虚拟定子磁链）在αβ坐标系上的分量为
虚拟电网磁链Ψg=Ψgα+jΨgβ，虚拟电网磁链的幅值和相位角为
如果将虚拟电网磁链Ψg定向在dq旋转坐标系的d轴方向上，如图8.15所示，则dq旋转坐标系的定向角φ可以根据静止坐标系上的Ψgα、Ψgβ分量求出。但由于Ψgα、Ψgβ的积分计算要涉及其初始值问题，直接积分得到的结果包含了与初始值有关的直流偏置，使得到的磁链轨迹在αβ坐标系中不是以原点为中心的圆，而是以直流偏置点为中心的圆，因此在虚拟电网磁链观测中常用一阶低通滤波器代替纯积分器，如图8.16所示。一阶低通滤波器相当于一个纯积分器加上一阶高通滤波器
，从而达到消除直流偏置的效果。虽然高通滤波器也会造成一定的幅值和相位误差，但是只要选择合适的截止频率ωc，误差就可以控制在工程允许的范围内。
图8.15 虚拟磁链定向控制
图8.16 虚拟电网磁链观测器
网侧变流器虚拟电网磁链按d轴定向的无电压传感器矢量控制系统如图8.17所示。图中，从SVPWM得到变流器开关信号Sa、Sb、Sc，以式（8.27）计算变流器交流侧电压va、vb、vc，经3s/2s变换得到vgα、vgβ，经过虚拟磁链观测器（原理见图8.16）计算虚拟磁链在αβ坐标系上的分量Ψgα、Ψgβ，然后经极坐标K/P计算[见式（8.42）]得到定向角φ，用于2r/2s变换。图8.17所示系统与基于d轴电网电压定向的网侧变流器电压、电流闭环控制系统（见图8.14）相比减少了电压信号检测和锁相环等环节，控制系统较为简单。
图8.17 网侧变流器虚拟电网磁链按d轴定向的无电压传感器矢量控制系统
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