静止坐标系下无刷双馈感应电机的直接转矩控制

张爱玲 贾文霞 周赞强 王 昕 王建华

（太原理工大学电气与动力工程学院 太原 030024）

1 引言

无刷双馈电机（Brushless Doubly-Fed Machine，BDFM）是近年来研究甚为活跃的一种新型电机，和双馈电机（Doubly Fed Induction Machine,DFIM）相比，由于其无刷而受到人们的青睐。该电机在交流调速系统及变速恒频发电领域有着明显的技术优势。按转子结构的不同BDFM 可以分为无刷双馈磁阻电机（Brushless Doubly-Fed Reluctance Machine，BDFRM）和无刷双馈感应电机（Brushless Doubly Fed Induction Machine,BDFIM）两种，其工作原理、数学模型及工作特性均不同。

BDFM 用作电动机时，可以在恒压频比或恒流控制下开环运行，但电机速度跟随能力较弱，对转矩变化的响应较慢，抗干扰能力不强，因此研究该类电机的控制策略，是增强该电机稳定性、提高动态响应能力使其获得工程实用的关键之一。普通感应电机有许多成功的控制方法，如矢量控制和直接转矩控制等。其中直接转矩控制是继矢量控制之后发展起来的一种新型的控制策略，和前者相比，其最大的优点在于避免了旋转坐标变换，在静止坐标系实现转矩的直接控制，因而使系统结构十分简单，该方法在DFIM 中同样得到成功的应用[1]。但是无刷双馈电机结构和运行的特殊性带来了建模及控制上的复杂性，要得到优化的控制性能，必须将合理的数学模型和控制策略相结合。

在将上述两种控制方法用于无刷双馈电机的控制过程中，国内外学者取得了大量的研究成果。矢量控制方面，文献[2-4]在同步模型基础上，实现了BDFIM 转子磁链定向控制；文献[5]实现了一种基于双同步坐标模型的转子磁链定向控制；……