基于模型预测直接转矩控制的永磁同步发电机效率优化研究

为抑制发电机的转矩脉动并提高系统运行效率,该文将模型预测控制应用到直驱式永磁同步风力发电系统中,提出一种考虑发电机损耗的模型预测直接转矩控制效率优化算法。在传统模型预测直接转矩控制的基础上结合永磁同步发电机损耗模型定义定子有功电流预测值,用于获取发电机电磁转矩预测值,并通过求取系统最小损耗工作点得到定子有功电流设定值,结合最佳特性曲线的最大风能跟踪方法得到发电机电磁转矩设定值。进而,依据所设计的性能评估函数选取最优电压矢量,使系统能够保持最小损耗状态运行。以表贴式永磁同步发电机为例进行速度阶跃和转矩阶跃的仿真和实验,并与传统模型预测直接转矩控制进行比较,结果表明计及发电机损耗的模型预测直接转矩控制能够有效改善转矩脉动,在提高动态响应速度的同时提高了系统运行效率。