基于異步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的雙派克鎖相環(huán)Matlab仿真

劉國壯

（青島大學(xué)，山東青島，266071）

0 引言

鎖相環(huán)廣泛應(yīng)用于如電能質(zhì)量分析、電力系統(tǒng)保護(hù)、并網(wǎng)變換器以及無功補(bǔ)償?shù)痊F(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域。已有研究人員對單dq坐標(biāo)系三相鎖相環(huán)算法進(jìn)行了分析，通過對電壓矢量的坐標(biāo)變換及PI控制，實現(xiàn)理想電壓工況下的跟蹤；另外，也有研究人員提出了增強(qiáng)型鎖相環(huán)（EPLL）方案，即每個鎖相環(huán)通過帶通濾波器產(chǎn)生一對正交信號v和jv，能夠獲取電壓正序分量，并且電網(wǎng)基頻采樣能力較強(qiáng)。本文提出基于雙dq坐標(biāo)系的自解耦三相鎖相環(huán)，通過對異步發(fā)電機(jī)三相端電壓的幅值、頻率和相位進(jìn)行跟隨，驗證了該鎖相環(huán)的正確性。

1 異步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型分析

1.1 SEIG數(shù)學(xué)模型

對自勵異步發(fā)電機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)分析前，要確定以下幾個假設(shè)條件。

（1）激磁電感跟隨激磁電流動態(tài)改變，其它參數(shù)不隨外界情況改變。

（2）三相繞組參數(shù)對稱，并且只考慮氣隙磁動勢的基波分量。

在滿足上述條件后，三相異步發(fā)電機(jī)帶阻性負(fù)載時，在dq坐標(biāo)系下的等效電路如圖1所示。

圖1 （a） d軸等效電路

圖1 （b） q軸等效電路

異步發(fā)電機(jī)在靜態(tài)坐標(biāo)系下的暫態(tài)方程，即

ω轉(zhuǎn)子電角速度（rad/s）；

LM定轉(zhuǎn)子等效互感（H）；

LS、LR定轉(zhuǎn)子等效電感（H）；

RS、RR定轉(zhuǎn)子等效電阻（Ω）；

id1、iq1、id2、iq2兩相靜止坐標(biāo)系下定轉(zhuǎn)子電流（A）;

ud1、uq1——定子電壓（V）

定轉(zhuǎn)子繞組之間存在互感LM，

定轉(zhuǎn)子電流可以用來表示勵磁電流，即

1.2 異步發(fā)電機(jī)仿真模型

異步發(fā)電機(jī)仿真模塊通過Matlab 軟件對其暫態(tài)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行編程實現(xiàn)，其中考慮了激磁電流與激磁電感之間的非線性關(guān)系，用分段函數(shù)進(jìn)行描述，以體現(xiàn)磁路飽和時情況。……