直驱型风力发电系统中永磁同步发电机的控制技术研究

研究了风力发电最大功率点追踪原理，建立了永磁同步发电机的数学模型，在此基础上，设计了一种适用于直驱型风力发电系统的永磁同步发电机的控制技术。控制系统采用零d轴电流分量控制策略，并采用电流滞环跟踪技术控制定子电流，实现速度闭环控制。在Matlab／Simulink平台上建立了系统仿真模型，实验结果证明系统能够变速运行实现最大功率点追踪。系统结构简单，响应快，输出电流近似正弦，谐波含量小。     

变速恒频双馈风力发电机组的逆系统控制研究

为解决矢量控制方法在双馈风力发电机组中存在的对电机参数比较敏感和在扰动下控制不稳定等问题,将逆系统技术应用到双馈感应发电机(DFIG)的控制中.根据输入/输出状态方程得到了逆系统解析表达式,建立了双馈风力发电逆系统闭环控制.在计算机仿真软件Matlab上对该控制系统在电压跌落时和变速恒频时进行了仿真,仿真结果表明逆系统...     

基于二阶陷波器的三相四开关永磁同步发电系统中性点直流偏置电压抑制研究

针对三相四开关低速永磁同步发电机驱动系统中存在的中性点直流偏置电压问题,对三相四开关变流器的过调制原理、中性点电压的组成进行了研究,分析得出了中性点电压存在直流偏置量和低频交流量,提出了一种基于二阶自适应陷波器的中性点直流偏置电压抑制策略。设计了采用二阶自适应陷波器的基于定子电流补偿的三相四开关机侧变流器中性点电压直流偏置抑制系统,利用基于DSP2808的低速永磁同步发电系统平台,对所设计系统进行了实验验证。实验结果表明:所提二阶陷波器提高了中性点电压控制环的响应速度,抑制了永磁同步发电机输出电磁转矩中的2倍频分量,实现了三相四开关永磁同步发电机驱动系统稳定运行。     

液压传动型风力发电机马达转速模糊控制研究

以液压传动型风力发电系统为研究对象,针对液压调速回路元件选用的实际情况,建立了定量泵-双变量马达调速系统、永磁同步发电机及风轮的数学模型。采用AMESim软件建立液压调速系统仿真模型,采用MATLAB/Simulink软件建立永磁同步发电机及风轮仿真模型。应用模糊控制方法,分析了液压传动变速恒频风力发电系统马达的转速特性。研究表明,定量泵-双变量马达液压调速系统能实现永磁同步发电机转速稳定控制。     

复合励磁稀土永磁同步发电机的设计及应用分析

鉴于永磁同步发电机存在的输出电压调节范围较小的问题,一种复合励磁稀土永磁同步发电机的概念和设计被提出。该发电机的两个重要组成部分永磁体和电励磁部分中,后者为发电机提供了扩大调节电压范围的重要辅助磁场。     

汽车用永磁发电机电子稳压器研究

针对永磁发电机在汽车上推广应用存在的主要技术问题,研究了汽车用永磁发电机分离元件电子稳压器,通过对整流电路和控制电路组合设计,实现对永磁发电机输出电压的控制,使发电机输出电压满足汽车电器设备的使用要求。     

风电机组参与调频调压对电网稳定性影响研究

常规风电机组由于有功、无功解耦控制,不能响应电网扰动。同步发电机组具有调速系统、励磁系统能够维持电网频率、电压稳定。通过设计调频、调压控制器,使风机对电网具有同步发电机的外特性。根据负荷的波动,调节风机输出的有功、无功功率,维持电网频率、电压稳定。建立了同步发电机、风电机组组成的电力系统仿真模型。     

车辆用压带轮式永磁发电机的稳压研究

分析了压带轮式永磁发电机的稳压原理,采用高剩磁感应强度的永磁材料并对发电机结构进行创新设计,提高了发电机低转速时的输出电压。采用并联式电子稳压器稳定高转速时的输出电压,解决了车辆用永磁发电机在宽转速、宽负载范围内输出电压保持稳定的问题。     

基于MWorks的双馈风力发电系统建模与仿真研究

以双馈风力发电机组为例,采用面向物理对象的建模方法,基于Modelica语言的仿真软件MWorks搭建了双馈风力发电系统的仿真模型,得到发电机功率、发电机转子转速、发电机电磁转矩、风力机转速、发电机输出电压和输出电流等重要参数曲线,为风力发电机的研究提供了模型基础。     

基于六相永磁同步发电机的航空高压直流电源系统的研究

针对在航空起动发电系统中发电运行状态下,六相永磁同步发电机在发动机转速变化的情况下如何保证输出端直流电压在270 V恒定不变,研究了一种基于SVPWM的最大四矢量的整流控制技术,通过对发电机发出的六相电流进行解耦,得出参与机电能量转换的α-β子空间和x-y谐波子空间,对两个子空间分别进行控制,有效地保证了输出的直流电压恒定不变。通过在Simulink上建立六相永磁同步发电机发电整流系统的仿真模型,得出的仿真结果证明了采用方法的可行性。     

某种永磁同步发电机直接转矩控制系统设计

依据二维弹道修正原理,提出修正舵机中永磁同步发电机直接转矩控制方法,针对d-q坐标系下的永磁同步电机模型,研究了永磁同步电机直接转矩控制方案。结果表明,修正舵机中发电机直接转矩控制系统输出转矩能够达到高速旋转弹的修正效果。     

基于能量整型方法的永磁同步直线电机位置控制

针对永磁同步直线电机(PMLSM)的位置控制问题,从能量整型控制的角度进行了研究。基于哈密顿反馈耗散控制方法,结合系统的物理能量特性,在dq旋转坐标系下建立了包含电能和动能的永磁同步直线电机闭环系统哈密顿函数,通过反馈耗散方法对永磁同步直线电机进行速度控制器设计,保证了系统在稳态运行点达到输入/输出能量的动态平衡。为了提高系统响应性能,提出了阻尼参数PID自整定方法实现阻尼参数的自调节,并通过设计位置控制外环构成了包含位置、速度的双环控制系统,实现了PMLSM位置控制。实验结果表明,所设计的控制器具有良好的稳定性、快速的位置跟踪性和抗干扰能力。     

永磁直驱风电系统建模及其机电暂态模型参数辨识

针对基于双脉宽调制(PWM)变换器的永磁直驱风电系统的运行特性,分析了风力机特性、电机侧变换器和电网侧变换器的控制策略,利用Matlab/Simulink建立了反映电力电子开关动作的永磁直驱风电系统详细模型,并在此基础上根据同步电机3阶暂态模型,建立了直驱风机的机电暂态数学模型,采用粒子群算法(PSO)对模型进行了参数辨识。仿真结果表明,该详细模型能够描述永磁直驱风电系统对不同风速的响应,实现风能的最大功率跟踪;机电暂态数学模型与详细模型特性接近,能够从总体上反映永磁直驱风电系统对端电压变化的有功、无功响应,PSO参数辨识有效。研究结果表明,所建立的详细模型能够用于控制方式的研究以改善输出特性,机电暂态模型能够用于研究电网与永磁直驱风电系统的相互影响。     

永磁直驱风力发电机的单位功率因数控制

伴随着大功率半导体器件的快速发展,直驱风力发电在高功率密度以及可靠性等方面显示出了其重要优势,成为变速恒频风力发电的重要趋势之一.在开发2 MW大功率双PWM永磁直驱风力发电变流器的过程中,深入研究了机侧变流器的控制.在机侧变换器变换功率指令给定条件下,分析了永磁发电机的负载单位功率因数控制问题,提出了增加约束方程以确定电机端电压的稳定控制方案.通过仿真实验,验证了所提方案的可行性,目前正应用于原型机的试验验证.     

混合式永磁同步电机弱磁性能的研究

针对传统永磁同步电机弱磁性能不佳的问题,提出了应用混合式结构来改善永磁同步电机弱磁性能。研究了传统永磁同步电机的结构,得出了传统永磁同步电机弱磁困难的原因是电枢磁势和转子励磁磁势的不对等。分析了混合式永磁同步电机的结构,得出了其转子永磁体用量少,励磁磁势较小;气隙很小同步电感大,短路电流与额定电流的比值小。介绍了应用短路电流与额定电流的比值来判断永磁同步电机弱磁性能的方法,分析得出了混合式结构弱磁性能要好于传统永磁同步电机。采用了基于直轴电流负向控制的附加闭环方法进行弱磁控制,对传统永磁同步电机和混合式永磁同步电机的弱磁性能进行了对比实验,混合式结构的弱磁扩速倍数为传统式结构的2.63倍。研究结果表明,混合式结构可以有效提升永磁同步电机弱磁性能。     

直驱永磁同步风电机组不对称故障穿越的研究

在分析不对称电网电压条件下直驱永磁风力发电机组并网逆变器数学模型的基础上,提出了正负序双电流闭环控制策略,完成风力发电机组在电网发生不对称故障下的不脱网运行.在PSCAD/EMTDC环境下建立基于IGBT背靠背变频器的1.5 MW永磁直驱风力发电系统仿真模型,仿真结果证明该控制策略的可行性.     

基于DSP的电梯永磁同步电机的DTC控制系统

介绍了永磁同步电机的直接转矩控制策略,在此基础上设计了一个基于DSP的电梯用永磁同步电机的直接转矩控制系统.该系统以SVPWM空间电压矢量控制技术为基础,以TI公司的TMS320LF2407A型DSP为核心处理器,能够对电机进行平稳调速和实时控制.给出了系统硬件和软件设计方案.     

Development and Analysis of the Magnetic Circuit on Double-Radial Permanent Magnet and Salient-Pole Electromagnetic Hybrid Excitation Generator for Vehicles

With the improvement of vehicles electrical equipment, the existing silicon rectification generator and permanent magnet generator cannot meet the requirement of the electric power consumption of the modern vehicles electrical equipment. It is di cult to adjust the air gap magnetic field of the permanent magnet generator. Consequently, the output voltage is not stable. The silicon rectifying generator has the problems of low e ciency and high failure rate.In order to solve these problems, a new type of hybrid excitation generator is developed in this paper. The developed hybrid excitation generator has a double-radial permanent magnet, a salient-pole electromagnetic combined rotor,and a fractional slot winding stator, where each rotor pole corresponds to 4.5 stator teeth. The equivalent magnetic circuit diagram of permanent magnet rotor and magnetic rotor is established. Magnetic field finite element analysis(FEA) software is used to conduct the modeling and simulation analysis on double-radial permanent magnet magnetic field, salient-pole electro-magnetic magnetic field and hybrid magnetic field. The magnetic flux density mold value diagram and vector diagram are obtained. The diagrams are used to verify the feasibility of this design. The designed electromagnetic coupling regulator controller can ensure the stable voltage export by changing the magnitude and direction of the excitation current to adjust the size of the air gap magnetic field. Therefore, the problem of output voltage instability in the wide speed range and wide load range of the hybrid excitation generator is solved.     

Generator voltage stabilisation for series-hybrid electric vehicles

This paper presents a controller for use in speed control of an internal combustion engine for series-hybrid electric vehicle applications. Particular reference is made to the stability of the rectified DC link voltage under load disturbance. In the system under consideration, the primary power source is a four-cylinder normally aspirated gasoline internal combustion engine, which is mechanically coupled to a three-phase permanent magnet AC generator. The generated AC voltage is subsequently rectified to supply a lead-acid battery, and permanent magnet traction motors via three-phase full bridge power electronic inverters. Two complementary performance objectives exist. Firstly to maintain the internal combustion engine at its optimal operating point, and secondly to supply a stable 42 V supply to the traction drive inverters. Achievement of these goals minimises the transient energy storage requirements at the DC link, with a consequent reduction in both weight and cost. These objectives imply constant velocity operation of the internal combustion engine under external load disturbances and changes in both operating conditions and vehicle speed set-points. An electronically operated throttle allows closed loop engine velocity control. System time delays and nonlinearities render closed loop control design extremely problematic. A model-based controller is designed and shown to be effective in controlling the DC link voltage, resulting in the well-conditioned operation of the hybrid vehicle.     

轻载荷高精密永磁同步直线电机控制性能研究

分析了轻载荷高精密永磁同步直线电机中的电磁场分布,利用Matlab建立了永磁同步直线电机的模型,采用高能永磁体的正弦电流控制方法实现交轴电流的矢量控制并且构建了永磁同步直线电机位置控制的仿真系统,与实验结果进行了比较。