单机发电运行数学模型优化

无刷双馈发电机带负载时的模型如图5-16所示。运行时，假定三相负载对称，负载阻抗ZL=RL+jXL，其中XL=2πfpLL，按照发电机惯例，图中所表示均为电压和电流正方向。

图5-16　无刷双馈发电机带负载时的模型

1.电压源模型

如果控制绕组侧变频器是电压源型逆变器，则可控量为变频器输出交流电电压和频率。采用坐标交换，无刷双馈发电机在转子速dq0坐标系上电压方程变为

式中　pp、rp、Lsp、Mpr——功率绕组的极对数、电阻、自感和功率绕组与转子的互感，为折算后的量；

pc、rc、Lsc、Mcr——控制绕组的极对数、电阻、自感和控制绕组与转子的互感；

rr、Lr、ωr——转子电阻、自感、机械角速度；(www.xing528.com)

uqp、udp、uqc、udc、uqr、udr——各绕组电压的dq轴瞬时分量，下标s、r表示定子侧和转子侧，uqp=udp=uqr=udr=0；

iqp、idp、iqc、idc、iqr、idr——各绕组电流的dq轴瞬时分量；

p——微分算子。

式（5-24）是在已知负载阻抗大小情况下推导无刷双馈发电机模型，该模型适合仿真运算推导无刷双馈发电机运行规律。

2.电流源模型

如果控制绕组侧变频器是电流源型逆变器，则可控量为变频器输出交流电电流和频率。电流源控制模型相比电压源模型更为简单，其控制动态响应更快。如果已知控制绕组电流可控，去掉控制绕组电压方程，转子dq坐标系下电压方程变为

相比式（5-24），方程组得到进一步简化。在该式中关键要求控制绕组电流的微分项，在仿真模型中可以直接利用Simulink的微分计算，在实际控制系统中可以求解控制绕组电流增量。