[发明专利]一种直驱风电变流器无定子电压测量矢量控制方法

权利要求书

1.一种直驱风电变流器无定子电压测量矢量控制方法，其特征在于，所述的矢量控制方法包含定子电流计算环节、初始磁链计算环节、磁链锁相环节、参考电流计算环节和电流闭环控制环节五部分；所述的定子电流计算环节采集三相定子电流I_sa、I_sb、I_sc，转化为α轴定子电流I_sα、β轴定子电流I_sβ、D轴定子电流I_sd和Q轴定子电流I_sq；所述的初始磁链计算环节通过输出7个△T0时间的零矢量，△T0为零矢量作用时间，分8个阶段确定机侧变流器允许起动时刻，确定允许起动时刻的发电机角频率ω₀和发电机磁链角度初值θ_ψ0，在允许起动时刻输出机侧变流器允许起动标识ST_Per；所述的磁链锁相环节在收到机侧变流器允许起动标识ST_Per后，在允许起动时刻的发电机角频率ω₀和发电机磁链角度初值θ_ψ0的基础上进行锁相，输出发电机角频率ω和发电机磁链角度θ_ψ；所述的参考电流计算环节输出D轴定子参考电流I_sdRef和Q轴定子参考电流I_sqRef；所述的电流闭环控制环节采用PI调节器对DQ坐标系上的定子电流进行闭环控制，输出α轴定子控制电压U_sca、β轴定子控制电压U_scβ、D轴定子控制电压U_scd和Q轴定子控制电压U_scq；所述的电流闭环控制环节输出的D轴定子控制电压U_scd和Q轴定子控制电压U_scq用于下一个控制周期的磁链锁相和参考电流计算，电流闭环控制环节输出的α轴定子控制电压U_sca和β轴定子控制电压U_scβ经PWM调制策略后输出12路PWM调制信号S_PWM，用于控制主电路三相逆变桥中的电力电子器件开通与关断，实现所述的矢量控制；

所述的磁链锁相环节在机侧变流器允许起动标识ST_Per＝1时开始磁链锁相，输入的Q轴定子电流I_sq乘以发电机角频率ω，再乘以发电机交轴电感L_q得到D轴电枢反应电压U_sdar，输入的D轴定子控制电压U_scd加上D轴电枢反应电压U_sdar得到D轴定子空载电动势E_sd；对D轴定子空载电动势E_sd求取积分得到发电机D轴磁链ψ_sd，发电机D轴磁链ψ_sd的积分初值为发电机磁链ψ_Set；输入的Q轴定子控制电压U_scq减去D轴定子控制电压U_scd、DQ轴定子电压耦合系数K_coff与发电机角频率ω三者的乘积，得到Q轴定子空载电动势E_sq；Q轴定子空载电动势E_sq除以发电机D轴磁链ψ_sd得到发电机角频率ω，由于发电机角频率ω求解涉及到除法运算，在机侧变流器允许起动时刻无法得到Q轴定子空载电动势E_sq信息，为此将除法运算屏蔽，将输出的发电机角频率ω设置为初始磁链计算环节输出的允许起动时刻的发电机角频率ω₀；对发电机角频率ω求取积分得到发电机磁链角度θ_ψ，发电机磁链角度θ_ψ的积分初值为初始磁链计算环节输出的发电机磁链角度初值θ_ψ0。