永磁同步风力发电机控制环节转矩脉动问题综述*

任鸿昌，王东瑞，张舒普，李子轩，杜雨欣

(沈阳工程学院 电力学院，辽宁 沈阳 110136)

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在永磁同步风力发电机转动的过程中，瞬时输出转矩随时间不断变化，但数值上基本保持在某一平均值的现象称为转矩脉动。这一现象普遍会使电机产生振动和噪声,当振动频率与电机固有频率相同时还会导致电机产生磨损的共振现象。对于永磁风力发电机来说，转矩脉动会影响风电系统运行的可靠性及使用寿命，是目前风力发电机亟待解决的一个重要问题。

由上述内容可以看出，转矩脉动的大小是衡量电机性能的重要指标之一。在电机本体控制方面[1]，由于电流谐波作为风力发电机输入的激励源，在变流器的控制中又受到逆变器的死区时间以及开关管和导通管压降等因素影响,使得电机流入的激励电流中含有大量的高次电流谐波分量，这些因素会导致电机转矩平滑度降低，从而进一步引起发电机输入转矩的不稳定。因此调整发电机的变流器控制策略，制定谐波抑制方案是解决问题的关键。目前风力发电机组尤其是大型风力发电机组，多数使用直驱式永磁发电机(D-PMSG)[2]，但是在这种系统的研究领域中对于转矩脉动方面的研究相对于永磁同步电动机(PMSM)来说较少。随着近年来国内风力发电系统容量的逐年升高，以及新能源互联网和智能电网概念的流行，风力发电在国内能源产业的重要性逐步提高，因此针对目前风力发电机转矩脉动抑制策略的研究较少且无互通性的这一不足，对永磁同步风力发电机转矩脉动的生成原因与抑制策略进行研究具有重大的实际意义。……