【技术实现步骤摘要】
一种无位置传感器的永磁半直驱风电机组控制方法
本专利技术属于风力发电控制
，特别是涉及一种无位置传感器的永磁半直驱风电机组控制方法。
技术介绍
近些年来，随着风电技术的不断发展进步，风电机组容量越来越大。目前机组主要分为直驱永磁风电机组和双馈异步风电机组。直驱永磁风电机组故障率低，但是转速比较低，体积巨大，运输安装困难。双馈异步风电机组可以采用体积较小的高速发电机，运输安装方便，但是故障率高。为解决这种问题，综合两种机组优势，永磁半直驱风电机组应运而生。采用一级齿轮箱连接风力机和永磁同步发电机，增加电机转速，减小体积重量，符合未来风电机组发展趋势。由于在永磁直驱风电机组的控制系统中，需要用到转子的转速角度信息，而位置传感器存在安装维护困难，因此采用无位置传感器方法来进行获取转子信息。常见的无位置传感器方法主要分为在低速下的高频信号注入法和中高速下的滑模观测器法，模型参考自适应法和扩展卡尔曼滤波法。在永磁直驱风电机组的控制系统中，通常采用PI速度控制器，但传统的PI控制容易受参数变化和外界干扰的影响，鲁棒性差，在风速不断...
【技术保护点】
1.一种无位置传感器的永磁半直驱风电机组控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：建立风力机的数学模型/n采集数据建立关于风力机的以下数学模型，其中，/n风轮吸收的机械功率Pm如下式表示：/n
【技术特征摘要】
1.一种无位置传感器的永磁半直驱风电机组控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：建立风力机的数学模型
采集数据建立关于风力机的以下数学模型，其中，
风轮吸收的机械功率Pm如下式表示：
叶尖速比为风电机组风轮叶尖速度与风速的比值为：
所述风电机组风轮上的气动转矩为风轮吸收的机械功率与实时转速之间的比值为：
所述永磁半直驱风电机组在发电机与风轮之间设有一增速的齿轮箱，所述齿轮箱变比为k；
上式中，Pm为风力机吸收的机械功率，ρ为空气密度，R为风轮半径，v为风速，Cp为风能利用系数，λ为叶尖速比，β为桨距角，Ta为气动转矩，ω为风轮转速；
根据统计学原理，定义永磁半直驱风力发电机的风能利用系数Cp表达为：
由于在MPPT系统中，桨距角为0，因此简化得到的风能利用系数Cp关于叶尖速比λ的关系式为：
步骤二：建立永磁同步电机的数学模型
将永磁同步发电机在三相静止参考坐标系下的数学模型通过克拉克和派克变换转化为如下的数学模型：
eα＝-ψfωrsinθ；
eβ＝ψfωrcosθ；
其中，上式中的iα、iβ为静止两相坐标系α、β下的定子电流，Rs为定子电阻，uα、uβ为静止两相坐标系α、β下的定子电压，Ls为定子绕组电感，eα、eβ为静止两相坐标系α、β下的反电动势，ψf为永磁体磁链，θ为转子的电角度，ωr为电机转子的角速度，J为转动惯量；
步骤三：建立滑模观测器
采用饱和函数代替传统的符号开关函数，其中，饱和函数G(x)的数学表达式为：
G(x)＝k2e|x|t...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟克其劳，边丰硕，张占强，马剑龙，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15
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