基于前饋控制的雙饋感應電機矢量控制

式(5)表明，由定子電壓至定子電流的傳遞函數是一個二階環節。因此，當電網電壓出現一定波動時，電網電壓的變化將引起定子電流產生一個工頻周期振蕩分量，該振蕩分量將引起定子側輸出功率的振蕩。

因此，通過在轉子電流中引入一個與電網電壓振蕩分量相反的參考值恰好可對由電網電壓波動引起的定子電流振蕩形成阻尼作用。令：

轉子電流的參考值將由功率控制外環產生的電流給定值ird有功，irq無功與暫態阻尼電流irdd，irqd共同組成，即irdref=ird有功+irdd，irqref=irq無功+irqd。加入阻尼控制后的系統等效控制框圖如圖3所示。

4 實驗
針對該前饋控制策略，設計了一套系統結構如圖1的DFIG實驗系統。系統中雙PWM變換器的逆變級和整流級均以PM75RLA120型IPM為主體構成。控制系統以TMS320F2812微處理器為核心構成，實現雙PWM變換器的控制、通訊與保護功能。DFIG參數為：定子額定電壓380 V，額定電流6．8 A，轉子側額定電壓380 V，額定電流3．2 A，極對數為2，額定轉速1 800 r·min-1，定子電阻1．37 Ω，轉子電阻1．65 Ω，定子電感0．161 H。DFIG由一臺三相異步電機驅動。
實驗中，DFIG轉速為1 600 r·min-1，基于前饋控制的DFIG定子側電壓電流如圖4所示。

圖4a為穩態運行時波形。此時DFIG定子側穩定輸出有功功率2 kW。圖4b為有功功率給定值變為3．6 kW的動態過程。可見DFIG定子側輸出能很好地跟蹤參考信號，系統動態響應快速，且在電網電壓由于有功輸入增加而出現一定波動時定子電流控制獲得了良好的穩態特性。

5 結論
在雙饋感應電機的簡化數學模型的基礎上，分析了電網電壓波動與定子電流工頻周期振蕩分量之間的關系，提出在轉子電流控制中引入前饋控制，即在轉子電流的參考信號中加入增加系統阻尼的阻尼控制方法，以消除電網電壓波動對定子輸出電流的影響，提高系統的動態響應。給出雙饋感應電機控制系統的穩態和動態實驗結果，驗證了所提控制策略的正確性。