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DFIG在三相静止坐标系下的数学模型

电压方程

三相定子电压方程

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三相转子电压方程

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为了形式上的简便以及方便后续计算,我们把定子、转子的电压方程写成矩阵形式:
其中:
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磁链方程

把磁链方程代入电压方程:
注意:
分别是电角速度和电角度,和机械角度、机械角速度有如下关系:

转矩方程

的值带入方程并展开:
由电流和角量实现了对电磁转矩的控制
由电流和角量实现了对电磁转矩的控制

运动方程

大一的转动惯量的知识
大一的转动惯量的知识
以上三个方程就是ABC三相静止坐标下的DFIG数学模型

DFIG在两相旋转坐标下的数学模型

磁链方程

电压方程

是dq轴旋转的角速度
轴相对于转子的电角速度,即为转差电角速度
复习一下物理知识:
第一项是电阻压降
第二项是感生电动势(
第三项是动生电动势,也是就转子切割磁感线产生的电动势
当然感生电动势和动生电动势是同源的,可以写成的形式,也就是电压方程最初的表达形式。
同理,把磁链方程代入,消去电压方程中的磁通量,得到坐标系下的电压电流方程:
可以看到,之前在静止坐标系下的角量已经被全部消掉了,这就是旋转坐标系的charm
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再复习一下物理和线代知识,为了把电阻压降、感生电动势、动生电动势区分开,上面的方程可以改写为:

转矩方程

电磁转矩的表达式为:

运动方程

坐标变换并不会影响运动方程,因为这实际上只是一个力学方程,和电学的旋转矢量无关

标幺值?

以后再说,不是核心矛盾

两相同步旋转坐标系下功率的计算

首先,把电压方程和磁链方程全部写成矢量形式(就是换了个写法罢了)

有功功率

那么向DFIG输入的定子、转子的总有功功率为:
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不难看出,分别对应这电阻消耗的电能,磁场变化消耗的电能,以及电磁功率
补充一下,电磁功率是电能和机械能相互转化的功率,是我们最终想要的;是因为电场和磁场都具有能量,电场和磁场变化的时候自然会消耗功率;就是常说的“铜耗”
其中,定子侧电源输入的电磁功率和转子侧输入的电磁功率分别为:
所以从定、转子电源输入DFGI的总电磁功率为:
为了通过对转子侧电流的控制来控制有功功率,上式可以进行变形:
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无功功率

然而,对无功功率的控制只能建立在对转子侧电流控制的基础上,因此:

电网电压恒定下的简化

看不太懂,所以直接贴了
总体的思路就是用把其它变量都换掉
电压恒定的情况下可以得到一些导数为零

 
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