永磁同步发电机的预测直接转矩控制
图2示出基于SVM的PMSG系统预测DTC框图，虚线框中为使用无位置传感器技术获得的转子位置与转速信息，预测算法模块使用式(3)～式(6)获得k+1时刻的转矩与磁链值，其他部分与常规SVM-DTC类似，通过SVPWM实现对机侧变流器的控制。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/159274.htm
3 实验验证
为验证基于SVM技术的PMSG预测DTC策略，搭建了一套5．5kW PMSG控制系统，如图3所示。风力机模拟平台参数：感应电机功率7．5kW；电机极对数2；齿轮箱变比17：1。PMSG参数：额定功率5．5 kW；额定线电压230 V；额定电流19．5 A；额定转速80 r·min-1；极对数8；d轴电感77．56 mH；q轴电感107．4 mH；定子电阻1．1 Ω；直流母线电压260 V；额定转矩656 N·m。使用通用变流器控制的7．5 kW感应电动机作为风力机模拟平台，通过齿轮箱降速与额定功率为5．5 kW PMSG相连。PMSG由机侧变流器实现发电控制，由于在实际风力发电系统中直流母线电压通常由网侧变流器来提供，并维持恒定，在此通过直流电源作为直流母线供电电源，并在直流母线上并联电阻Rdc作为系统负载，用来消耗PMSG发出的电能。
图4a，b为PMSG在传统DTC和预测DTC下的稳态转矩与电流波形，其中转速为40 r·min-1，转矩给定为-350 N·m，电流有效值为7．4 A，此时PMSG输出功率为1．5 kW。可见，传统DTC下，实际转矩在给定转矩值上下波动，纹波水平约为8％，电流THD值为7．29％；预测DTC下，转矩纹波明显减小，约为给定值的4％，电流THD值为5．9％，相比于传统DTC有所改善。
图4c，d示出PMSG在传统DTC与预测DTC下的动态响应波形，转矩均从-350 N·m阶跃至-150 N·m，同时电流值也相应地减小，预测DTC和传统DTC下响应时间分别为6．3 ms和6．5 ms，可见所提出的预测DTC策略保留了传统SVM-DTC优良的动态特性。
4 结论
由于DTC策略在每个采样周期内均需进行数据处理，导致相应的采样与控制时间延迟，增大了转矩与磁链的控制误差。为此提出一种基于空间矢量调制技术的PMSG预测DTC策略，该方案通过对转矩和磁链的预测，可有效弥补时间延迟对系统性能的影响。实验结果表明，该预测算法可有效减小转矩纹波，同时也保留了传统空间矢量调制DTC优良的动态特性，提高了系统性能。
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