1.5 本書主要內容

無刷雙饋電機是一種新型雙電氣端口電機，它取消了傳統雙饋感應電機所固有的電刷和集電環裝置，運行轉速范圍寬，具有使用壽命長、成本低廉、可靠性高和維護成本低等特點，既能用于并網發電也能用于獨立發電，是電機、電力電子技術以及自動控制技術相結合的高端發電裝備，因此在風力發電和船舶軸帶發電等新能源領域有廣闊的應用前景。本書以無刷雙饋感應電機獨立發電系統為對象，重點介紹了常規負載和特殊負載下的控制、無速度傳感器控制，以及預測控制等。全書共分7章，各章內容安排如下：

第1章，無刷雙饋電機及其控制概述。對當前無刷雙饋電機的本體研究、數學模型研究以及控制方法研究情況進行了概述，并介紹了無刷雙饋電機獨立發電系統的研究及應用現狀。

第2章，無刷雙饋感應電機數學模型與特性分析。首先分析了BDFIG的運行原理；然后介紹了三相靜止坐標系和兩相旋轉坐標系下的BDFIG動態數學模型，并等效變換出其動態等效電路和穩態等效電路；最后分析了BDFIG獨立發電系統的功率流和CW電流特性。

第3章，無刷雙饋感應電機控制系統中的變流器。BDFIG系統常使用背靠背四象限變流器進行控制，本章首先介紹了常用的背靠背變流器拓撲結構；然后介紹了四種經典的PWM調制技術；最后，詳細介紹了無刷雙饋感應電機獨立發電系統的基本控制方案，包括電機側和負載側變流器控制方案，并給出了相應的實驗結果。

第4章，常規負載下無刷雙饋感應電機獨立發電系統運行控制。首先介紹了控制方案設計思路；然后詳細推導了CW電流控制方案和PW電壓控制方案，并對CW側LC濾波器的設計方法進行了詳細介紹；最后給出了整體控制方案并展示了實驗結果。

第5章，特殊負載下無刷雙饋感應電機獨立發電系統運行控制。首先分析了不對稱負載和非線性負載對BDFIG獨立發電系統的影響；然后介紹了不對稱負載下的負序電壓補償方法；接著又介紹了四種典型的非線性負載下低次諧波抑制方法，分別是基于電機側變流器的抑制方法、基于負載側變流器的抑制方法、考慮變流器額定電壓的協同抑制方法，以及統一雙變流器協同抑制方法。

第6章，無刷雙饋感應電機無速度傳感器控制。首先介紹了一種基于轉子位置鎖相環的BDFIG轉速觀測器，并分析了非常規負載對轉速觀測的不良影響，接著又介紹了一種非常規負載下的改進轉速觀測器；然后，在傳統的BDFIG直接電壓控制策略基礎上，介紹了一種無速度傳感器精確相位控制策略；最后，分別詳細介紹了基于速度觀測和不基于速度觀測的不對稱負載下無速度傳感器控制策略。

第7章，無刷雙饋感應電機預測控制。首先簡要介紹了模型預測控制的基本原理，并簡要分析了電氣傳動中的模型預測控制方法，然后詳細介紹了三種CW的預測電流控制方法，包括單矢量模型預測控制、雙矢量模型預測控制和無差拍預測控制等。