25、电机控制与无功补偿技术解析

电机控制与无功补偿技术解析

1. BDFRG电机的功率关系与运行模式

BDFRG（无刷双馈磁阻发电机）的机械功率 $P_m$ 有着特定的表达式：
$P_m = T_e \cdot \omega_{rm} = T_e \cdot \frac{\omega_p}{p_r} \underset{P_p}{\underbrace{}} + T_e \cdot \frac{\omega_s}{p_r} \underset{P_s}{\underbrace{}} = P_p \cdot (1 + \frac{\omega_s}{\omega_p})$

电机的运行模式由初级绕组的功率流决定。在发电模式（$T_e < 0$）下，功率流向电网，而次级绕组根据其相序（即 $\omega_s$ 的符号）可以吸收或输送有功功率 $P_s$。在亚同步或超同步速度下，BDFRG 会吸收（产生）$P_s > 0$ 的功率。

2. 控制器系统机制

2.1 系统布局与算法应用

BDFRG 系统采用了通用的控制器设计。使用 Simulink 库中现成的标准锁相环（PLL）算法，从测量的电压和/或电流中获取初级电压/磁通向量在静止 $\alpha - \beta$ 坐标系中的角位置（$\theta / \theta_p$）。同时，采用带有空间矢量脉宽调制（PWM）的传统矢量控制器来控制有源整流器，以实现直流母线电压控制和单位功率因数。

2.2 功率计算与参考设置

初级的有功功率 $P$ 和无功功率 $Q$ 的计算在静止坐标系下进行，使用静止坐标系电压（$v_{\alpha\beta}$）和电流（$i_{\