双馈异步风力发电机的轴电流分析

双馈异步风力发电机是风力发电系统目前广泛采用的形式之一,变流器产生的共模电压通过电机耦合电容形成的共模通路在电机转轴上感应出轴电压并产生轴电流,严重影响风力发电系统的安全稳定运行。建立合理的轴电流分析模型是准确预测轴电流的基础。该文建立了综合考虑定子侧和转子侧共模电压影响的轴电流分析模型,采用电磁场数值计算获得了电机内部杂散电容耦合参数,并给出了多导体系统部分电容的测量方法。针对一台1.5MW双馈异步风力发电机进行分析,结果表明定子侧共模电压的影响可以忽略,可以采用仅考虑转子共模电压作用的简化轴电流模型。同时对轴电压进行了灵敏度分析,指出减小转子绕组和转子铁心之间的杂散电容C_(rwr)能有效减小轴电压,从而抑制轴电流。     

大功率电流源型变频器共模电压研究

为了解决电流源型变频器中存在共模电压的问题,提出了一种采用一体化直流电抗器的方法.该方法在传统电流型变频器的直流环节加入共模电感,以减小系统的共模电流和共模电压.对采用一体化电抗器的3种电流源型变频器的共模电压进行了系统分析,并对一体化直流电抗器的共模电感值进行选择.其中将整流器侧电容中性点与逆变器侧电容中性点连接在一...     

一种减小三相变流器共模电压的PWM方法

提出一种可有效降低共模电压的脉宽调制(PWM)方法,该方法用于三相电压型PWM变流器时可有效降低直流侧母线对地的共模电压。当该变流器被应用于非隔离光伏并网系统和采用直流母线的电动汽车充电站时,可有效降低共模电流的产生。详细分析了该PWM方法每个扇区矢量合成原则及控制脉冲的实现方法,给出每个扇区合成矢量的作用时间。理论分析、仿真和实验均表明该方法可显著降低共模电压且满足电网电流纹波和直流侧纹波要求。     

绕线式无刷双馈发电系统共模电流特性及抑制

无刷双馈发电机由于取消了电刷和滑环,可靠性更高,在变速恒频发电领域具有广泛的应用前景。但无刷双馈发电机内部结构复杂,给共模回路分析和共模电流抑制带来了困难。该文依据无刷双馈发电系统结构,分析共模电压传输回路,提出共模等效电路模型和等效共模阻抗参数的提取方法。分析各个共模电压传输回路的特性,指出共模回路3(网侧变换器—电机功率绕组—电机控制绕组—机侧变换器—网侧变换器)是影响无刷双馈发电系统共模电流特性的重要原因。重点分析该回路两个脉宽调制变换器的载波差异与共模电流特性的关系。为减小该回路的共模电压,必须保证两者的载波同步,并给出载波同步的控制方法。基于无刷双馈发电系统实验平台设计实验。实验结果验证了所提模型和理论分析的正确性及共模电流抑制方法的有效性。     

背靠背永磁直驱风电变流器共模电压抑制方法

针对常规的模型预测共模电压抑制方法需要设计权重因子、计算量大、开关频率高等问题,提出了一种改进的基于电压矢量优化的背靠背永磁直驱风电变流器共模电压抑制方法。详细分析了每个电压矢量对背靠背风电变流器电流变化率的影响,从而揭示了3矢量法存在电流畸变的本质原因,并基于该分析结果提出了一种改进的4矢量模型预测共模电压抑制方法。该方法不仅适用于机侧变流器,而且适用于网侧变流器。在实现共模电压抑制的同时,该方法还可以降低开关频率并减小计算量,且没有明显影响电流的动稳态特性。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。     

基于二端口网络的三相逆变器传导共模EMI模型

以典型的三相四桥臂逆变器为对象,分析其输入侧和输出侧传导共模干扰路径。根据逆变器共模干扰回路的结构和特点,结合二端口理论提出一种逆变器共模EMI的预测模型。分析了该模型的物理意义,给出了模型中阻抗参数及独立电压源的测量计算方法。最后,改变逆变器的结构和运行工况后测量输入侧输出侧共模电流,预测结果和实验结果的对比验证了该模型的正确性。     

基于中性点电容的三相光伏逆变器漏电流抑制

针对三相非隔离光伏发电并网系统的漏电流问题,提出了一种基于中性点电容的三相三电平逆变器漏电流抑制方法.建立三相三电平光伏逆变器共模模型,分析了漏电流的产生机理和抑制机理.为了抑制寄生电容上共模电压产生的漏电流,用电容将交流侧中性点和直流侧中性点连接起来,形成漏电流的共模LC滤波电路.该滤波电路可有效滤除共模电压的高频分...     

光伏水泵系统PWM输出滤波方法及影响分析

针对光伏水泵系统的逆变器PWM电压输出导致的共模电压、电流等现象常引起水泵电机故障的问题,在分析了PWM 逆变器驱动电机系统产生共模电压、电流机理的基础上,采用滤波电容公共点接回到光伏母线侧负端的LC滤波器,使共模电压与电流得到抑制。LC滤波器使电机侧的输入状态发生改变,通过分析PWM输出LC滤波方法对感应电机控制系统的影响,对滤除参数的选取进行了优化。并对以上研究进行了实验,结果表明参数选取方法的正确及有效性。     

瞬时功率频谱分析在牵引电机转子故障诊断的应用研究

针对故障特征频率容易被基波频率淹没的问题,提出一种基于网侧瞬时功率的转子故障诊断方法。当交流调速系统牵引电机发生转子断条故障时,定子电流中故障特征频率(1±2s)f1分量通过变频器向变频器一次侧(网侧)传播。通过频谱分析发现,变频器网侧电流信号和定子电流信号都存在故障特征频率容易被基波频率淹没的问题。该方法选用网侧瞬时功率进行频谱分析,使得转子断条故障特征频率转换成2sf1的频谱分量,消除了基波频率影响,突出故障特征频率。且只需采集单相电流,简化了硬件结构。实验表明:该方法能对转子故障进行有效诊断。     

基于有源钳位的无变压器型单相光伏并网逆变器

为了抑制无变压器型光伏并网系统中的高频共模漏电流,传统的无变压器型逆变拓扑通常在并网电感续流阶段切断交流侧与直流侧的电气连接,减少共模电压的高频脉动。但是,由于系统的共模电压在并网电感续流阶段处于悬浮状态,受到共模回路的电路寄生参数的影响,不可避免地引起高频共模漏电流。本文从漏电流抑制原理出发,提出了一种新型的无变压器型单相光伏并网逆变电路,该电路通过将并网电感续流阶段的共模电压钳位至母线电容中点的方式,消除系统共模电压扰动,从而有效抑制系统的共模漏电流。此外,该电路的器件损耗低,可以获得较高的电能转换效率。文中详细分析了电路的几种工作模态,给出了一种适用于该电路的PWM控制方法。同时,通过理论分析,将该电路与已有的拓扑进行了性能比对。最后,搭建了2k W的实验原理样机,验证了该电路在光伏并网系统中的有效性。     

PWM逆变器共模干扰电流的衰减和抑制

PWM逆变器在IGBT高速开关瞬间，会使桥臂中点对参考地形成很大的dv／di，由于寄生电容的作用，PWM逆变器会对参考地产生很大的充放电电流。基于对共模电流的源和传播途径的研究，把共模电流回路等效为LCR串联谐振电路，简化了共模电流的分析。文中同时分析了在共模回路中插入共模电感对共模电流的影响。借鉴在PWM逆变器与电机之间插入共模变压器衰减轴电流的方法，提出在逆变器直流侧插入共模变压器来抑制共模电流的振荡。从时域和频域的角度对比分析了用共模电感和共模变压器衰减共模电流的本质。实验结果验证了理论分析的正确性。     

非隔离三电平电压型并网逆变器共模电流抑制策略

针对无变压器非隔离型三电平并网逆变器共模电流问题,详细分析了影响共模电流的主要因素。根据非隔离型三电平并网逆变器的共模等效结构模型,采用能消除共模电压的SPWM调制策略和改进LC滤波器方法,抑制共模电流。LC滤波器滤除寄生电容电压高频分量,改变了直流侧中点电位的平衡机理。改进的注入零序电压分量方法使中点电位得到有效控制。仿真验证了共模电流抑制策略的有效性。     

光伏并网逆变器接地系统的建模与分析

通过分析共模电流回路,提出一种新型的PV一接地系统阻抗模型,利用该模型对PV一接地的逆变器系统进行共模电流预估与分析,通过仿真和样机验证了该模型的准确性。针对该型系统存在较大共模电流的问题,提出了改变Y电容实现接地电流控制,该方法具有较强的实践应用意义。     

基于Crowbar的双馈风力发电机LVRT仿真分析与实验研究

要保证双馈电机具有低电压穿越能力,关键是要限制转子过电流和直流母线过电压。提出了采用转子侧Crowbar保护电路和直流侧卸荷保护电路协调配合的保护方案。用转子侧保护电路来抑制转子过电流,直流侧卸荷保护电路来维持直流母线电压恒定。在此基础上用MATLAB/Simulink软件搭建了仿真模型,并从理论仿真和现场实验测试2个方面对该方法进行验证,仿真与实验结果表明,该方案可以提高DFIG低电压穿越能力。     

采用双共模内回路抑制非隔离光伏并网系统的共模电流的研究

非隔离光伏并网系统中共模电流高频分量的存在会使系统稳定性下降,在低功率运行时,对发电质量影响较大。单共模内回路法对高频分量抑制效果不理想。在构建共模电路等效模型,分析共模电流产生原因的基础上,提出了一种构建双共模内回路抑制共模电流高频分量方法。该方法在保证共模电流满足并网要求的前提下克服了单共模内回路发生高频谐振的缺点,很好地抑制了外部寄生回路共模电流中的高频分量。最后通过仿真和实验证明了所提方法的有效性。     

基于滑模控制器的双馈风电机组低电压穿越控制策略

为增强双馈风力发电系统(DFIG)的动态响应速度,设计了滑模电流控制器。分析了DFIG能量流动关系,并从抑制能量向转子侧流动的角度考虑,提出了电网故障时刻转子侧变流器的改进控制策略。对所提改进控制策略进行了对比仿真分析。结果表明,该方法能有效地抑制转子侧过电流和电磁转矩振荡,动态性能好,提高了DFIG的低电压穿越能力。     

考虑定子侧暂态过程的双馈感应发电机转子电流解耦控制

转子侧变流器过载能力是制约双馈感应发电机(DFIG)低电压耐受能力的主要瓶颈,合理的转子电流控制策略是DFIG安全度过电压跌落与恢复期暂态过程的保障.为改善转子电流的动态特性,以DFIG的5阶模型为基础,研究了考虑定子侧磁链暂态的转子电流解耦控制模型,通过前馈补偿环节消除定子磁链暂态对转子电流动态的不利影响,提出了DFIG转子侧变流器控制参数的设计方法.仿真结果表明,提出的控制策略可使转子电流快速跟踪参考值的变化并抑制过电流,改善了DFIG对电网电压波动的耐受能力,验证了该解耦控制模型的正确性和有效性,为DFIG转子电流动态响应特性的参数化设计提供了依据.     

FB10三相非隔离光伏并网逆变器共模电流抑制研究

以FB10三相非隔离型光伏并网逆变器为研究对象,通过理论分析提出一种新型载波调制方法解决共模电流问题,与空间矢量调制方法相比,提出的载波调制方法有效简化了开关逻辑的产生过程。文中对该方法的共模电压特性和共模电流特性进行了分析,并设计了系统静止坐标系无锁相环并网控制方案,最后和传统方案进行了对比研究。结果表明,所提出的方法可以实现FB10光伏并网逆变器系统共模电压恒定,具有良好的共模电流抑制效果。     

一种基于转移函数的电机驱动系统共模EMI滤波器设计方法

为抑制电机驱动系统传导干扰发射,提出一种基于转移函数的共模EMI滤波器设计方法。采用该方法针对一个电机驱动系统设计了逆变器直流侧和交流侧共模电磁干扰滤波器。实验结果表明,该方法能够在保证交流侧共模干扰强度不增加的同时,有效抑制直流侧共模干扰。     

考虑变流器暂态调控的双馈风电机组三相短路电流计算方法

电网发生故障情况下,双馈风力发电机(DFIG)受电机电磁暂态和变流器调控的耦合影响,短路特性更为复杂。针对该问题,提出一种综合考虑网侧和转子侧变流器暂态调控下,双馈风力机组定转子短路电流的计算方法。首先,建立考虑转子侧变流器控制的DFIG故障等值网络,并推导该网络下定转子电流的解析式,在此基础上,计及直流母线电压波动情况,定量描述短路过程中网侧变流器双环暂态调控过程,据此揭示定子短路电流二倍频谐波分量的产生机理,并推导谐波分量的表达式,最终得到定转子全电流解析式。仿真结果验证了所提方法的正确性及可行性。