无刷双馈电机模糊直接转矩控制系统的研究

，，

(洛阳供电公司，河南洛阳 471000)

0 引言

无刷双馈电机(BDFM)由串级感应电机发展而来，是一种新型的，同时具有同步电机和异步电机特点的交流调速电机。将串级联结的两台独立的定转子组合并为单一定转子绕组，并装在同一定转子铁心内，使得两种不同极数的绕组共用同一磁路，避免了滑环和碳刷，又通过改进进一步简化了定转子绕组[1]。由于其结构简单、运行可靠、变频器容量小、对电网的谐波污染少、功率因数可调等优点，对这种电机的研究越来越受到国内外学者的关注[2]。

1 无刷双馈电机的工作原理

1.1 概述

BDFM的结构示意图如图1所示。定子绕组由两套极数不同的三相绕组构成，彼此相互独立。其中一套为功率绕组，直接接工频电源；另一套为控制绕组，接变频电源。转子通常为笼型结构，通过电机转子的磁动势谐波或磁导谐波对定子不同极数的旋转磁场进行调制来实现电机的机电能量转换。其极对数为功率绕组极对数Pp和控制绕组极对数Pc之和。

图1 BDFM结构示意图

当BDFM稳态运行时，其转速应满足

(1)

式中，nr—电机转速；fp—功率绕组频率；fc—控制绕组频率；Pp—功率绕组极对数；Pc—控制绕组极对数。

BDFM在d-q坐标轴系中的数学模型在早期的研究中已经获得[3]，其数学表达式如式(2)所示。

(2)

式中，p—微分算子；Pp、Pc—是功率绕组和控制绕组的极对数；udp、uqp、idp、iqp—是功率绕组电压和电流d、q分量；udc、uqc、idc、iqc—控制绕组电压和电流d、q分量；udr、uqr、idr、iqr—转子绕组电压和电流d、q分量；Rp、Rc、Rr—功率绕组、控制绕组及转子绕组电阻；Lsp、Lsc、Lr—功率绕组、控制绕组及转子绕组全电感；……