CN105610371B - 一种直驱永磁风电变流器整流装置控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直驱永磁风电变流器整流装置控制方法，包括：采集三相定子电压、三相定子电流并变换到αβ坐标系，对变换后的三相定子交流电压进行检测；当检测正常时，根据变换后的三相定子电流、以及αβ坐标系下的定子电压观测值或αβ坐标系下的三相定子电压之一进行运算，得到αβ坐标系下的反向电动势观测值；根据反向电动势观测值，通过跟踪调节得到转子位置角速度ω_r和位置角Φ_r；根据ω_r和Φ_r，结合电流给定，计算出相关调制波形；利用PWM技术得到控制整流装置IGBT的PWM波形，从而实现对永磁发电机无速度传感器控制。

Description

一种直驱永磁风电变流器整流装置控制方法及装置

技术领域

本发明涉及新能源及发电机控制技术领域，尤其涉及一种直驱永磁风电变流器整流装置控制方法及方法。

背景技术

直驱风电变流器适合应用在风力发电领域，整流装置是直驱永磁风电变流器是其中重要的组成部分，其利用对永磁发电机的精确控制，保证发电机稳定高效的电能输出，方法主要是构造发电机电磁模型，利用编码器获取转子角度，并结合计算得到的电流给定，通过电流调节控制模块，得出相关调制波形，再通过PWM技术得到PWM波，最终作用于整流装置中的IGBT模块，实现对发电机的控制，确保更多的机械能转化成电能。因此，精确可靠的转子角度获取至关重要，转子定位越准确，控制就越精确。

目前对于转子位置的获取大部分采用旋转编码器实现，通过在发电机轴上安装编码器，通过编码器和轴同步转动产生位置信号，然后将位置信号传递到控制器进行分析和补偿，得到相对准确的转子位置。此方法的缺点是：对编码器与发电机轴的同轴度要求高，如果有偏差就会造成编码器输出结果不准确，并且长时间运行会造成编码器损坏，增加故障点；同时购买编码器会增加硬件成本。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种直驱永磁风电变流器整流装置控制方法及装置，用以解决现有技术中转子角度不准确的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种直驱永磁风电变流器整流装置控制方法，包括：

采集三相定子电压、三相定子电流并变换到αβ坐标系，对变换后的三相定子交流电压进行检测；

当检测正常时，根据变换后的三相定子电流、以及αβ坐标系下的定子电压观测值或αβ坐标系下的三相定子电压之一进行运算，得到αβ坐标系下的反向电动势观测值；

根据反向电动势观测值，通过跟踪调节得到转子位置角速度ω_r和位置角Φ_r；

根据ω_r和Φ_r，结合电流给定，计算出相关调制波形；利用PWM技术得到控制整流装置IGBT的PWM波形，从而实现对永磁发电机无速度传感器控制。

进一步地，采集过程具体包括：

通过ADC采集三相定子电压、三相定子电流；

对三相定子电压、三相定子电流进行坐标变换到αβ坐标系；

对三相定子电压进行信号检测，输出检测结果到转子位置跟踪状态机模块，检测结果正常，进入反向电动势观测值计算步骤，否则重新通过ADC进行采集处理。

进一步地，得到反电动势观测值的过程具体包括：

当检测正常时，判断整流装置控制信号是否开启，如果是，根据变换后的三相定子电流以及预先得到的αβ坐标系下的定子电压观测值进行运算，得到αβ坐标系下的反向电动势观测值；如果否，根据变换后的三相定子电流、αβ坐标系下的三相定子电压进行运算，得到αβ坐标系下的反向电动势观测值。

进一步地，计算反电动势的过程具体包括：

发电机侧控制采用id＝0的控制方式，保证发电机在其功率因数下最大功率输出，其电流调节在αβ坐标系内完成，需要构建PMSG在αβ坐标系上的数学模型；

根据坐标变换原理和PMSG在三相ABC坐标系上的数学模型，利用相关矩阵可以计算出PMSG在αβ坐标系上的数学模型如下：

式中：

i_α，i_β——发电机定子电流在αβ坐标系上的分量；

u_α，u_β——发电机定子电压在αβ坐标系上的分量；

ω_e θ_r——转子角速度，转子磁链，转子位置角；

R_s——发电机定子电阻；

p——微分算子；

根据式(2)PMSG在αβ坐标系上的电压模型可知定子侧的反向电动势为：

E_estα＝-u_α+R_si_α+pL_αi_α (3)

E_estβ-u_β+R_si_β+pL_βi_β (4)

式中：

E_estα，E_estβ——反向电动势在αβ坐标系上的分量；

L_α，L_β——定子感抗在αβ坐标系上的分量；

R_s——发电机定子电阻；

将反向电动势代替为一个比例和积分传递函数，通过计算估计电流和采样电流之间的偏差求得反向电动势。

进一步地，得到控制整流装置的控制信号的过程具体包括：

根据接收到的转矩命令和角速度ω_r计算得到两相旋转坐标系下d轴电流命令值，并通过坐标变换将d,q轴电流命令值变为αβ坐标系下的电流命令值；

根据αβ坐标系下的电流命令值和实际测量得到的αβ坐标系下的电流值，通过运算调节得到αβ坐标系下的电压给定值，然后缩放至合理范围；

将缩放完成的αβ坐标系下的电压给定值，通过坐标变换，得到三相abc坐标系下的电压给定，即为三相调制波，将三相调制波输入PWM处理模块，得到控制整流装置的控制信号。

本发明还提供了一种直驱永磁风电变流器整流装置控制装置，包括：

三相定子电压电流处理模块，用于采集三相定子电压、三相定子电流并变换到αβ坐标系，对变换后的三相定子交流电压进行检测，检测正常时触发反电动势运算模块；

反电动势运算模块，用于根据变换后的三相定子电流、以及αβ坐标系下的定子电压观测值或αβ坐标系下的三相定子电压之一进行运算，得到αβ坐标系下的反向电动势观测值；

跟踪调节模块，用于根据反向电动势观测值，通过跟踪调节得到转子位置角速度ω_r和位置角Φ_r；

波形处理模块，用于根据ω_r和Φ_r，结合电流给定，计算出相关调制波形；利用PWM技术得到控制整流装置IGBT的PWM波形，从而实现对永磁发电机无速度传感器控制。

进一步地，所述三相定子电压电流处理模块具体用于，通过ADC采集三相定子电压、三相定子电流；对三相定子电压、三相定子电流进行坐标变换到αβ坐标系；对三相定子电压进行信号检测，检测结果正常，触发所述反电动势运算模块，否则重新通过ADC进行采集处理。

进一步地，所述反电动势运算模块具体用于，当检测正常时，判断整流装置控制信号是否开启，如果是，根据变换后的三相定子电流以及预先得到的αβ坐标系下的定子电压观测值进行运算，得到αβ坐标系下的反向电动势观测值；如果否，根据变换后的三相定子电流、αβ坐标系下的三相定子电压进行运算，得到αβ坐标系下的反向电动势观测值。

进一步地，所述反电动势运算模块根据如下公式进行运算：

发电机侧控制采用id＝0的控制方式，保证发电机在其功率因数下最大功率输出，其电流调节在αβ坐标系内完成，需要构建PMSG在αβ坐标系上的数学模型；

根据坐标变换原理和PMSG在三相ABC坐标系上的数学模型，利用相关矩阵可以计算出PMSG在αβ坐标系上的数学模型如下：

式中：

i_α，i_β——发电机定子电流在αβ坐标系上的分量；

u_α，u_β——发电机定子电压在αβ坐标系上的分量；

ω_e θ_r——转子角速度，转子磁链，转子位置角；

R_s——发电机定子电阻；

p——微分算子；

根据式(2)PMSG在αβ坐标系上的电压模型可知定子侧的反向电动势为：

Ｅ_estα＝-u_α+R_si_α+pL_αi_α (3)

E_estβ-u_β+R_si_β+pL_βi_β (4)

式中：

E_estα，E_estβ——反向电动势在αβ坐标系上的分量；

L_α，L_β——定子感抗在αβ坐标系上的分量；

R_s——发电机定子电阻；

将反向电动势代替为一个比例和积分传递函数，通过计算估计电流和采样电流之间的偏差求得反向电动势。

进一步地，所述波形处理模块具体用于，根据接收到的转矩命令和角速度ω_r计算得到两相旋转坐标系下d轴电流命令值，并通过坐标变换将d,q轴电流命令值变为αβ坐标系下的电流命令值；根据αβ坐标系下的电流命令值和实际测量得到的αβ坐标系下的电流值，通过运算调节得到αβ坐标系下的电压给定值，然后缩放至合理范围；将缩放完成的αβ坐标系下的电压给定值，通过坐标变换，得到三相abc坐标系下的电压给定，即为三相调制波，将三相调制波输入PWM处理模块，得到控制整流装置的控制信号。

本发明有益效果如下：

本发明实现了对发电机转子位置的精确定位，保证了可控整流器对发电机的有效控制，并且避免了硬件编码器带来的故障点，使直驱风电整流装置运行更加稳定，且减少了硬件测速装置的成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为为本发明实施例所述方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所述方法的电流电压控制处理示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

首先，结合附图1和2对本发明实施例所述方法进行详细说明。

如图1所示，图1为本发明实施例所述方法的流程示意图，具体可以包括如下步骤：

步骤101：对三相定子交流电压V_sa、V_sb、V_sc和电流i_sa、i_sb、i_sc,，母线电压等进行ADC转换；

步骤102：对转换成数字量的三相定子交流电压V_sa、V_sb、V_sc，和电流i_sa、i_sb、i_sc进行abc/αβ坐标变化，得到V_sα、V_sβ和i_s[α]、i_s[β]；

步骤103：判断三相定子交流电压是否正常，正常则进入步骤104，若不是则进入步骤101；

步骤104：开启转子位置跟踪模式；

步骤105：NPM模块(不连续的脉宽调制模块)出来的M_s[a]、M_s[b]、M_s[c]进入定子电压观测处理，得到定子电压观测值u_s[a]、u_s[b]、u_s[c]，然后进行坐标变换到αβ坐标系得到U_s’[α]和U_s’[β]，进入步骤106；

步骤106：判断整流装置控制信号是否开启，开启则进入步骤107，若不是则进入步骤108；

步骤107：将步骤104得到的αβ坐标系下的定子电压观测值U_s’[α]和U_s’[β]输入，准备进行反电动势运算，进入步骤108；

步骤108：将步骤102得到的αβ坐标系下的定子电压V_sα、V_sβ输入，准备进行反电动势运算，进入步骤109；

步骤109：将αβ坐标系下的定子电流值输入,准备进行反电动势运算，进入步骤110；

步骤110：当整流装置控制信号开启时，使用U_s’[α]和U_s’[β]进行运算；当整流装置控制信号未开启时，使用V_sα、V_sβ进行运算。通过运算后得到反向电动势观测值E_est[α]、E_est[β]，进入步骤111。

上述E_est[α]、E_est[β]的具体计算过程包括：

发电机侧控制主要采用id＝0的控制方式，保证发电机在其功率因数下最大功率输出。其电流调节在αβ坐标系内完成，需要构建PMSG在αβ坐标系上的数学模型。

根据坐标变换原理和PMSG(永磁同步发电机)在三相ABC坐标系上的数学模型，利用相关矩阵可以计算出PMSG在αβ坐标系上的数学模型如下：

式中：

i_α，i_β——发电机定子电流在αβ坐标系上的分量；

u_α，u_β——发电机定子电压在αβ坐标系上的分量；

ω_s θ_r——转子角速度，转子磁链，转子位置角；

R_s——发电机定子电阻；

p——微分算子；

当整流装置控制信号开启时，u_α，u_β使用U_s’[α]和U_s’[β](为观测值)进行运算，当整流装置控制信号未开启时，u_α，u_β使用V_sα、V_sβ(为采样值)进行运算；此为不同的参数，因控制信号开启后采样值V_sα、V_sβ为脉冲波型，无法用于计算，所以采用等效的观测值U_s’[α]和U_s’[β]。

根据式(2)PMSG在αβ坐标系上的电压模型可知定子侧的反向电动势为：

E_estα＝-u_α+R_si_α+pL_αi_α (3)

E_estβ-u_β+R_si_β+pL_βi_β (4)

式中：

E_estα，E_estβ——反向电动势在αβ坐标系上的分量；

L_α，L_β——定子感抗在αβ坐标系上的分量；

R_s——发电机定子电阻；

将反向电动势代替为一个比例和积分传递函数，通过计算估计电流和采样电流之间的偏差求得反向电动势。

本发明将反向电动势代替为一个比例和积分传递函数，通过计算估计电流和采样电流之间的偏差求得反向电动势。

步骤111：根据反向电动势观测值E_est[α]、E_est[β]，通过跟踪调节得到转子位置角速度ω_r和位置角Φ_r，进入步骤112；

上述转子位置角速度ω_r和位置角Φ_r的计算过程具体包括：

PMSG在αβ坐标系上的电压模型可知定子侧的反向电动势为：

进而可以采用锁相的方法，利用锁相环从反向电动势中计算出。输入为反向电动势E_estα和E_estβ，输出为转子位置角速度ω_r,然后经过积分环节得到转子位置角度Φ_f。

步骤112：根据输入的转矩命令T^* _S和角速度ω_r计算得到两相旋转坐标系下d轴电流命令值i^* _s[d]和i^* _s[q]，进入步骤113；

步骤113：通过坐标变换将d,q轴电流命令值i^* _s[d]和i^* _s[q]变为αβ坐标系下的电流命令值i^* _s[α]和i^* _s[β]，进入步骤114；

步骤115：对于αβ坐标系下的电流命令值i^* _s[α]和i^* _s[β]和实际测量得到的αβ坐标系下的电流值i_s[α]、i_s[β]，将i^* _s[α]与i_s[α]做差得到i'_s[α]，将i^* _s[β]与i_s[β]做差得到i'_s[β]，进入步骤116；

步骤116：根据i'_s[α]和i'_s[β]进行运算得到αβ坐标系下的电压给定值，然后缩放至合理范围，进入步骤117；

步骤117：将缩放完成的αβ坐标系下的电压给定值，通过坐标变换，得到三相abc坐标系下的电压给定u_s[α]、u_s[β]，进入步骤118；

步骤118：将三相调制波u_s[α]、u_s[β]输入到硬件电路FPGA芯片上的NPM模块，得到控制整流装置IGBT的PWM波形，从而实现对永磁发电机无速度传感器控制。

图2为本发明实施例所述方法的电流电压控制处理示意图，此方法可以省去编码器等硬件设备，通过对永磁电机模型分析，采集定制电压，结合永磁电机特性，构建转子角度观测器，在DSP控制器上进行编程，最终完成转子位置跟踪，将反应转子位置的参数ω_r和Φ_r提供给控制器，并结合电流给定，利用电流调节控制模块，计算出相关调制波形，利用PWM技术得到PWM波，控制整流装置中的IGBT模块的开通关断，在定制线圈上产生电压，实现对发电机精确控制。

接下来对本发明实施例所述装置进行详细说明。

本发明所述直驱永磁风电变流器整流装置控制装置，主要包括：

三相定子电压电流处理模块，用于采集三相定子电压、三相定子电流并变换到αβ坐标系，对变换后的三相定子交流电压进行检测，检测正常时触发反电动势运算模块；

反电动势运算模块，用于根据变换后的三相定子电流、以及αβ坐标系下的定子电压观测值或αβ坐标系下的三相定子电压之一进行运算，得到αβ坐标系下的反向电动势观测值；

跟踪调节模块，用于根据反向电动势观测值，通过跟踪调节得到转子位置角速度ω_r和位置角Φ_r；

波形处理模块，用于根据ω_r和Φ_r，结合电流给定，计算出相关调制波形；利用PWM技术得到控制整流装置IGBT的PWM波形，从而实现对永磁发电机无速度传感器控制。

其中，三相定子电压电流处理模块具体用于，通过ADC采集三相定子电压、三相定子电流；对三相定子电压、三相定子电流进行坐标变换到αβ坐标系；对三相定子电压进行信号检测，检测结果正常，触发所述反电动势运算模块，否则重新通过ADC进行采集处理。

反电动势运算模块具体用于，当检测正常时，判断整流装置控制信号是否开启，如果是，根据变换后的三相定子电流以及预先得到的αβ坐标系下的定子电压观测值进行运算，得到αβ坐标系下的反向电动势观测值；如果否，根据变换后的三相定子电流、αβ坐标系下的三相定子电压进行运算，得到αβ坐标系下的反向电动势观测值。

反电动势运算模块根据如下公式进行运算：

发电机侧控制主要采用id＝0的控制方式，保证发电机在其功率因数下最大功率输出。其电流调节在αβ坐标系内完成，需要构建PMSG在αβ坐标系上的数学模型。

根据坐标变换原理和PMSG在三相ABC坐标系上的数学模型，利用相关矩阵可以计算出PMSG在αβ坐标系上的数学模型如下：

式中：

i_α，i_β——发电机定子电流在αβ坐标系上的分量；

u_α，u_β——发电机定子电压在αβ坐标系上的分量；

ω_s θ_r——转子角速度，转子磁链，转子位置角；

R_s——发电机定子电阻；

p——微分算子；

根据式(2)PMSG在αβ坐标系上的电压模型可知定子侧的反向电动势为：

E_estα＝-u_α+R_si_α+pL_αi_α (3)

E_estβ-u_β+R_si_β+pL_βi_β (4)

式中：

E_estα，E_estβ——反向电动势在αβ坐标系上的分量；

L_α，L_β——定子感抗在αβ坐标系上的分量；

R_s——发电机定子电阻；

将反向电动势代替为一个比例和积分传递函数，通过计算估计电流和采样电流之间的偏差求得反向电动势。

波形处理模块具体用于，根据接收到的转矩命令和角速度ω_r计算得到两相旋转坐标系下d轴电流命令值，并通过坐标变换将d,q轴电流命令值变为αβ坐标系下的电流命令值；根据αβ坐标系下的电流命令值和实际测量得到的αβ坐标系下的电流值，通过运算调节得到αβ坐标系下的电压给定值，然后缩放至合理范围；将缩放完成的αβ坐标系下的电压给定值，通过坐标变换，得到三相abc坐标系下的电压给定，即为三相调制波，将三相调制波输入PWM处理模块，得到控制整流装置的控制信号。

跟踪调节模块具体用于，根据反向电动势观测值，通过跟踪调节得到转子位置角速度ω_r和位置角Φ_r；

PMSG在αβ坐标系上的电压模型可知定子侧的反向电动势为：

进而可以采用锁相的方法，利用锁相环从反向电动势中计算出。输入为反向电动势E_estα和E_estβ，输出为转子位置角速度ω_r,然后经过积分环节得到转子位置角度Φ_f。

关于本发明实施例所述装置的具体实现过程，由于上述方法中已有详细说明，故此处不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供了一种新型直驱永磁风电变流器整流装置控制方法及装置，实现了对发电机转子位置的精确定位，保证了可控整流器对发电机的有效控制，并且避免了硬件编码器带来的故障点，使直驱风电整流装置运行更加稳定，且减少了硬件测速装置的成本。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种直驱永磁风电变流器整流装置控制方法，其特征在于，包括：

通过ADC采集三相定子电压、三相定子电流并变换到αβ坐标系，对变换后的三相定子交流电压进行检测；

对三相定子电压进行信号检测，输出检测结果到转子位置跟踪状态机模块，检测结果正常，进入反向电动势观测值计算步骤，否则重新通过ADC进行采集处理；

当检测正常时，判断整流装置控制信号是否开启，如果是，根据变换后的三相定子电流以及预先得到的αβ坐标系下的定子电压观测值或αβ坐标系下的三相定子电压之一进行运算，得到αβ坐标系下的反向电动势观测值；如果否，根据变换后的三相定子电流、αβ坐标系下的三相定子电压进行运算，得到αβ坐标系下的反向电动势观测值；

根据反向电动势观测值，通过跟踪调节得到转子位置角速度ω_r和位置角Φ_r；

根据ω_r和Φ_r，结合电流给定，计算出相关调制波形；利用PWM技术得到控制整流装置IGBT的PWM波形，从而实现对永磁发电机无速度传感器控制；具体包括：

根据接收到的转矩命令和角速度ω_r计算得到两相旋转坐标系下d轴电流命令值，并通过坐标变换将d,q轴电流命令值变为αβ坐标系下的电流命令值；

根据αβ坐标系下的电流命令值和实际测量得到的αβ坐标系下的电流值，通过运算调节得到αβ坐标系下的电压给定值，然后缩放至合理范围；

将缩放完成的αβ坐标系下的电压给定值，通过坐标变换，得到三相abc坐标系下的电压给定，即为三相调制波，将三相调制波输入PWM处理模块，得到控制整流装置的控制信号；

求取所述反向电动势观测值，具体包括：

发电机侧控制采用id＝0的控制方式，保证发电机在其功率因数下最大功率输出，其电流调节在αβ坐标系内完成，需要构建PMSG在αβ坐标系上的数学模型；

根据坐标变换原理和PMSG在三相ABC坐标系上的数学模型，利用相关矩阵计算出PMSG在αβ坐标系上的数学模型如下：

式中：

i_α，i_β—— 发电机定子电流在αβ坐标系上的分量；

u_α，u_β——发电机定子电压在αβ坐标系上的分量；

ω_e，θ_r——转子角速度，转子磁链，转子位置角；

R_s——发电机定子电阻；

p——微分算子；

根据式(2)PMSG在αβ坐标系上的电压模型得到定子侧的反向电动势为：

E_estα＝-u_α+R_Si_α+pL_αi_α (3)

E_estβ-u_β+R_Si_β+pL_βi_β (4)

式中：

E_estα，E_estβ——反向电动势在αβ坐标系上的分量；

L_α,L_β——定子感抗在αβ坐标系上的分量；

R_s——发电机定子电阻；

将反向电动势代替为一个比例和积分传递函数，通过计算估计电流和采样电流之间的偏差求得反向电动势。

2.一种直驱永磁风电变流器整流装置控制装置，其特征在于，包括：

三相定子电压电流处理模块，用于通过ADC采集三相定子电压、三相定子电流并变换到αβ坐标系，对变换后的三相定子交流电压进行检测，检测正常时触发反电动势运算模块；否则重新通过ADC进行采集处理；

反电动势运算模块，用于根据变换后的三相定子电流、以及αβ坐标系下的定子电压观测值或αβ坐标系下的三相定子电压之一进行运算，得到αβ坐标系下的反向电动势观测值；当检测正常时，判断整流装置控制信号是否开启，如果是，根据变换后的三相定子电流以及预先得到的αβ坐标系下的定子电压观测值进行运算，得到αβ坐标系下的反向电动势观测值；如果否，根据变换后的三相定子电流、αβ坐标系下的三相定子电压进行运算，得到αβ坐标系下的反向电动势观测值；

跟踪调节模块，用于根据反向电动势观测值，通过跟踪调节得到转子位置角速度ω_r和位置角Φ_r；

波形处理模块，用于根据ω_r和Φ_r，结合电流给定，计算出相关调制波形；利用PWM技术得到控制整流装置IGBT的PWM波形，从而实现对永磁发电机无速度传感器控制；

所述反电动势运算模块根据如下公式进行运算：

发电机侧控制采用id＝0的控制方式，保证发电机在其功率因数下最大功率输出，其电流调节在αβ坐标系内完成，需要构建PMSG在αβ坐标系上的数学模型；

根据坐标变换原理和PMSG在三相ABC坐标系上的数学模型，利用相关矩阵计算出PMSG在αβ坐标系上的数学模型如下：

式中：

i_α，i_β——发电机定子电流在αβ坐标系上的分量；

u_α，u_β——发电机定子电压在αβ坐标系上的分量；

ω_e，θ_r——转子角速度，转子磁链，转子位置角；

R_s——发电机定子电阻；

p——微分算子；

根据式(2)PMSG在αβ坐标系上的电压模型得到定子侧的反向电动势为：

E_estα＝-u_α+R_Si_α+pL_αi_α (3)

E_estβ-u_β+R_Si_β+pL_βi_β (4)

式中：

E_estα，E_estβ——反向电动势在αβ坐标系上的分量；

L_α,L_β——定子感抗在αβ坐标系上的分量；

R_s——发电机定子电阻；

将反向电动势代替为一个比例和积分传递函数，通过计算估计电流和采样电流之间的偏差求得反向电动势；

所述波形处理模块具体用于，根据接收到的转矩命令和角速度ω_r计算得到两相旋转坐标系下d轴电流命令值，并通过坐标变换将d,q轴电流命令值变为αβ坐标系下的电流命令值；根据αβ坐标系下的电流命令值和实际测量得到的αβ坐标系下的电流值，通过运算调节得到αβ坐标系下的电压给定值，然后缩放至合理范围；将缩放完成的αβ坐标系下的电压给定值，通过坐标变换，得到三相abc坐标系下的电压给定，即为三相调制波，将三相调制波输入PWM处理模块，得到控制整流装置的控制信号。