基于定子磁链的双馈电机矢量控制系统的研究

分析了双馈电机速度调节和功率因数调节的基本原理,从主电路拓扑结构、定向矢量选择、磁链观测器结构和原理、前馈解耦控制等方面对双馈调速系统进行了研究,搭建了定子磁链定向双馈调速系统仿真模型,验证了双馈电机调速的优越性。在基于DSP(TMS320LF2812)的实验平台上,初步完成有速度传感器定子磁场定向矢量控制实验,证明了矢量控制的可行性与优越性。     

泵站电机双馈调速系统设计与试验

双馈调速系统在泵站上的应用是一个全新的应用领域.针对泵站电机和水泵特性的双馈调速系统设计,提出了两步法交流励磁控制策略.系统采用按定子磁链定向的矢量控制技术和交-交变频器实现电机转速和功率因数控制,并在泵站现场进行了试验运行,最后给出了试验波形及其相关分析.     

双馈风力发电机变换器的控制方法研究

本文主要研究了双馈感应电机(DFIG)的网侧和转子侧变换器的控制方法。双馈感应电机中转子侧变换器采用定子磁链定向矢量控制技术,实现了风能的最大跟踪以及有功功率和无功功率的解耦控制。网侧变换器采用电网电压定向矢量控制技术,控制了直流母线电压的恒定以及调节了网侧的功率因素。采用PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件,构建了包括风速模型、风力机模型、变速恒频双馈电机、定子侧和转子侧变换器在内的双馈风力发电机仿真模型。仿真实验结果表明,所提方法是有效、合理的。     

交流励磁风力发电系统的仿真研究

通过研究定子磁链定向下交流励磁双馈发电机的矢量控制策略,建立了基于Matlab/Simulink的交流励磁变速恒频风力发电系统的仿真模型,并给出了仿真结果.结果表明定子磁链定向矢量控制可以实现发电机有功、无功功率的独立调节.     

风力发电系统中双馈发电机的控制

本文主要研究了变速恒频双馈风力发电系统中的矢量控制。运用定子磁链定向的双馈异步发电机矢量控制能够实现定子侧有功功率和无功功率的解耦控制。     

新型开绕组双馈电机调速系统研究

针对传统双馈电机控制系统硬件复杂、维护困难等问题,提出一种新型的开绕组双馈电机调速系统。分析开绕组双馈电机的结构特点及功率流向,并研究了磁链变化及磁链保持恒定两种情况下的系统电压、电流和功率的关系。分别设计在不同转速条件下维持定子磁链恒定的开绕组双馈电机定子侧变换器和转子侧变换器的控制策略。建立了开绕组双馈电机的矢量控制系统的仿真模型,并给出了各情况下的双馈电机调速系统的仿真结果。采用基于DSP的数字实验平台,通过实验验证了控制系统的实用性,为开绕组双馈电机应用于实际工程奠定了良好的理论和实验基础。     

双馈风力发电机机侧变流器分析

根据变速恒频双馈风力发电机定子磁链定向矢量控制理论,采用双闭环结构SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）,通过控制转子侧励磁电流达到控制电机定子侧的无功功率和频率的目的。并通过PSIM软件进行亚同步、超同步运行实验,双闭环控制保证了双馈电机的快速响应,仿真验证了双馈风力发电机控制策略的正确性     

六相感应电机的矢量控制研究

在分析六相感应电机数学模型的基础上,对基于转子磁链定向的六相感应电机调速系统的矢量控制进行了研究。在控制过程中,通过坐标变换得到定子电流的转矩分量和励磁分量;利用两个调节器分别对两个电流分量进行调节,从而实现对电机磁场和转矩的控制。在MATLAB/Simulink环境下,利用按转子磁链定向的矢量控制原理,设计六相感应电机的转速控制器、磁链控制器和转矩控制器,进行六相感应电机矢量控制的动态仿真。仿真结果证明:基于此算法的六相感应电机控制系统,能很好地跟踪速度给定和期望的转子磁链,具有较好的动态与静态响应能力。     

双馈调速系统在舰船环境下的应用

对舰船电网环境给定子磁链定向矢量控制算法带来的影响进行了理论分析,对舰用双馈调速系统进行了数学建模和仿真建模,并在实际电机系统上进行了试验。仿真与试验结果表明:在舰船电网电压、频率存在较大稳态波动的情况下,双馈调速系统动态响应快、调速精度高,其稳态调速率不超过±0.2%,瞬态调速率不超过±0.5%,大大优于现有的舰船异步电动机调速系统。     

磁链微分反馈的双馈风力发电机无速度传感器控制

针对双馈风力发电机无速度传感器模型参考自适应算法中纯积分环节造成的直流偏置和定子磁链振荡问题,提出磁链振荡改进控制策略。以分析双馈电机定子磁链振荡产生的因素为基础,建立定子磁链振荡模型,并通过对双馈电机定子磁链定向矢量控制原理的分析,提出将模型参考自适应算法中的定子磁链观测与双馈电机矢量控制结合起来考虑,利用定子磁链微分反馈和有功电流共同作用来抑制观测定子磁链振荡的控制策略。实验分析表明,该方法能有效抑制定子磁链的振荡和过冲,准确观测双馈电机转速,在亚同步速、同步速、超同步速3种状态下具有良好的动静态性能。     

基于转子电流的双馈感应电机无速度传感器控制

提出一种基于转子电流的模型参考自适应系统(MRAS)的双馈感应电机(DFIM)无速度传感器控制方法.首先建立了基于定子磁链定向的DFIM矢量控制模型,实现了电机转速/转矩控制和有功/无功功率解耦控制,然后采用基于MRAS的转速辨识方法,将测量得到的转子电流作为参考模型,通过定子电压和电流估测得到的转子电流作为自适应模型,用PI闭环控制构造转子位置和转速信息.为验证理论分析的正确性,以50 kW的DFIM为例设计了一套控制系统.通过电动机运行工况下的空载变速实验和发电机运行工况下的功率控制实验,估测转子位置和转速在不同转速和功率工况下都能准确跟踪实际值.仿真和实验结果表明系统能实现对DFIM无速度传感器控制,证明了所提出的方案的可行性.     

大型变转速抽水蓄能发电电动机核心技术综述

为了有效地解决大型抽水蓄能电站水头/扬程变幅过大,提高机组的运行效率和经济性,研究和应用大型可变转速抽水蓄能发电电动机(简称蓄能DFIM)技术,必将成为今后水电领域技术创新的焦点。分析当前国内外蓄能DFIM在水电领域的发展现状,着重阐述了基本原理、运行特性及其关键部件的结构设计、交流励磁调速技术,以及需要进一步研究的问题,从而为我国未来蓄能DFIM的产业发展和新技术研发提供技术支持。     

双馈电机超同步运行转子电路复功率的负频率分析法

针对文献中双馈电机超同步运行时转子电路频率为负值还是其绝对值的不同观点,分析了产生这种分歧的原因,指出了采用负频率的必要性和合理性。分别采用统一时空矢量图计算法和等效电路计算法分析了负频率正弦电路的无功功率特点,并将分析结果应用到双馈电机超同步运行转子复功率分析中,指出应用等效电路计算转子功率时的"无功功率变性"现象。相应的实验结果证明本文所采用的分析方法和所提出的"无功功率变性"观点是正确的。     

双馈电机复功率特性研究及四维分析

详细分析了双馈电机等效电路推导过程,指出机电能量转换过程中机械轴的作用在相等效电路中的体现方式,定义了相等效电路中机械有功功率和机械无功功率,提出从定子侧看双馈电机机电能量转换过程中复功率守恒的观点。针对超同步工况下转子频率为负值的特点分析了负频率相量的复功率特点以明确超同步转子无功功率特性。采用四维图的表现形式使双馈电机在不同转速、定子有功功率和定子无功功率条件下的运行特性明晰直观地表现出来。     

双馈感应电机无速度传感器控制策略

提出了一种双馈感应电机(Doubly Fed Induction Machine,简称DFIM)无速度传感器控制策略.构建了一种以TMS320F2808为主控芯片的DFIM无速度传感器数字控制系统.该系统可根据实测定子电压和定、转子电流,应用坐标变换方式和简单乘除运算直接获得转子位置角度和转速,因此控制算法简便,易于实现.实验结果表明,该方法能够准确观测出转子位置角度和速度,使系统获得了良好的控制性能.     

变速抽水蓄能和直驱风电系统的阻抗建模及稳定性分析

变速抽水蓄能和直驱风电联合运行系统中存在多种电力电子装置,且运行工况复杂,亟须对该类系统的稳定性进行深入研究.在构造双馈感应电动机小信号模型时,把双馈感应电动机转速作为变量,并引入水泵水轮机小信号模型,建立了d-q-0坐标系下联合运行系统的宽频段阻抗模型;同时对不同工况、不同参数下的系统稳定性进行了相应的分析.分析结果表明:系统在快速转速控制方式下稳定性受电气侧参数影响更大;对于变速抽水蓄能机组与直驱风电机组,前者锁相环阻尼比的减小会增大后者锁相环阻尼比的稳定域,二者控制器积分参数间也存在一定程度的耦合.最后,通过仿真验证了理论分析的正确性.     

基于改进型MRAS无轴承异步电机矢量控制系统转速辨识研究

以改进电压模型转子磁链为基础,构建了无轴承异步电机转子磁链定向无速度传感器矢量控制系统。MATLAB/Simulink仿真结果表明:与传统方法相比,所提出的改进电压模型转子磁链提高了转子磁链的观测精度;同时,基于无轴承异步电机转子磁链定向无速度传感器矢量控制系统,在空载调速和加载情况下,辨识转速和实测转速具有很好的一致性,电机能够稳定悬浮运行,充分验证了所提方案的有效性。     

基于转速动态估计器的无速传感器感应电机矢量控制系统

介绍了一种直接转子磁场定向无速度传感器的感应电机矢量控制系统.该系统使用定转子自适应磁通观测器和转速动态估计器来估算转子磁通和转速,有三个PI控制器分别控制转速、转矩和磁通的电流分量,输出电压空间矢量控制电机.仿真结果表明,该系统具有较好观测精度和鲁棒性,动态和稳态性能也较好.     

基于矢量控制的双馈风力发电技术研究

提出了几种变速恒频风力发电机组的变流装置,重点分析了矢量控制策略在风力发电系统中的应用,并建立了基于定子磁场矢量定向控制模型.结果表明,采用这种协调控制策略时,直流母线电压波动很小,电压调节更加迅速,具有十分重要的应用价值.     

风电场功率控制策略的研究*

风速的不稳定性和间歇性使得风电机组的输出功率具有随机性和波动性。随着风电场容量的急剧增加,导致电力系统的稳定性和电能质量受到严重影响。文中搭建了双馈风力发电机组的数学模型和控制模型,采用了磁链定向矢量控制技术和电压定向矢量控制技术,针对风电机组的功率调控能力进行了深入研究与分析,提出了双馈风力发电机组的有功和无功控制策略。仿真结果表明该控制策略是合理的、可行的。