异步化同步发电机转子励磁的模糊PID控制

异步化同步发电机运行控制的关键是转子励磁的控制,该文论述了异步化同步发电机定子磁场定向控制的原理,讨论了定子磁场定位和转子位置的确定方法,转子励磁采用易在DSP中实现的模糊PID控制,并研制了DSP转子励磁控制装置,进行了异步化同步发电机转子励磁模糊PID控制的试验研究。试验结果表明,异步化同步发电机采用模糊PID控制策略是有效的,不但能够实现有功功率和无功功率的独立控制,而且具有良好的静态调节特性和动态特性。     

异步化同步发电机的静态稳定性研究

通过分析异步化同步发电机运行时转子滑差感应电势对励磁作用的影响，阐明了异步化同步发电机静态稳定极限与转子滑差的关系，以及交流励磁对静态稳定性的影响，并通过试验得以验证，从而揭示了在任一转速下异步化同步发电机的静态稳定规律。     

永磁直驱风力发电机无速度传感器驱动控制

基于永磁同步发电机(PMSG)的直驱型风力发电机通常采用无速度传感器技术进行驱动控制.考虑到风力发电机中PMSG的运行特点,基于基波励磁法的转子磁链位置观测方案较适合这一应用场合.基于此,提出一种新颖的基波励磁法观测方案,该观测方案由扩展磁链观测器和用于对观测到的扩展磁链进行同步进而获得转子磁链位置信息的锁相环共同组成.该扩展磁链观测器具有最小阶,且无需对内嵌式PMSG的凸极特性进行忽略近似.在对该扩展磁链观测器的结构机理及其稳定性进行推导和讨论的基础上,对位置观测器的设计过程进行了探讨.11 kW PMSG的实验验证了该无速度传感器控制方案的性能.     

异步化同步发电机的最优励磁控制及其暂态分析研究

分析了异步化同步发电机的转子运动方程、励磁绕组动态方程及变频器频率调节暂态方程,从而建立了用于分析异步化同步发电机系统稳定性的暂态数学模型.对所建立的模型使用线性最优控制的方法,设计了异步化同步发电机系统的线性最优控制系统,仿真结果表明,变频器频率调节暂态方程是异步化同步发电机数学模型不可缺少的方程,并且所设计的励磁控制器能有效地改善系统的暂态稳定性.     

基于滑模观测器与SPLL的PMSG无传感器控制

实现永磁同步发电机矢量控制的前提在于电机转速与转子位置信息的准确获取.为此,提出一种基于滑模观测器与软件锁相环的无传感器方法,该方法直接在转子同步旋转d-q坐标系中采用滑模观测器估计电机感应电动势,再将估计出的感应电动势作为软件锁相环输入进行转速与转子位置的估计.分析、推导出了感应电动势滑模观测器与软件锁相环的数学模型...     

基于UKF的永磁同步电动机无传感器矢量控制研究

针对扩展卡尔曼滤波状态估计为有偏估计,对模型误差鲁棒性差等问题,将无轨迹卡尔曼滤波引入永磁同步电动机控制中,研究了基于无轨迹卡尔曼滤波的永磁同步电动机无传感器矢量控制策略,利用永磁同步电动机dq坐标系下的非线性模型和无轨迹卡尔曼滤波技术建立了无轨迹卡尔曼观测器,该观测器不需要电机机械参数和电机转子初始位置信息,可以实时估计电机定子直轴电流、定子交轴电流、转子位置和转速.仿真研究表明,所设计观测器能准确估计电机直轴电流、交轴电流、转子位置和转速,具有较好的速度响应特性,并对转子初始位置误差具有较快的收敛特性.该观测器也对系统参数摄动、外部干扰、测量误差、过程噪声和测量噪声具有很强鲁棒性.     

直驱永磁同步风力发电机无位置传感器控制

为了在无位置传感器的情况下,实现对直驱式永磁同步风力发电机的矢量控制,研究用简化卡尔曼滤波器进行电机转子位置和转速估计的方法.选取转子位置和转速作为状态变量,两相定子电流作为输入,建立了基于简化卡尔曼滤波器的永磁同步发电机状态估计离散模型,采用转子磁场定向的控制策略,实现了无位置传感器矢量控制.仿真结果表明:这种方法能够准确估计出电机的转子位置和转速信息,动静态性能良好,并基于此实现了最大功率追踪控制.     

异步化汽轮发电机励磁故障后运行行为的仿真研究

借助于相量图在一相励磁故障物理分析的基础上，提出了异步化汽轮发电机一相励磁故障后的双通道励磁控制模型，根据一相励磁故障后电机的基本电磁关系求取了单轴励磁发电机不同有功输出时的控制模型参数，仿真研究了异步化汽轮发电机一相励磁故障后转子单轴励磁运行的过渡过程和单轴励磁时发生机端短路的暂态过程并与不加控制（即非故障相励磁电压保持恒定）的仿真结果进行了比较，结果表明说明采用双通道励磁控制时，异步化汽轮发电机转入单轴励磁的过渡过程更为平稳及具有良好的暂态性能。对转子两相励磁故障后异步化汽轮发电机转子不可控异步运行了简要的分析。     

凸极永磁同步风力发电机无速度传感器控制

基于全阶滑模观测器的凸极永磁同步风力发电机无速度传感器控制可以通过提高滑模增益来提高系统的鲁棒性,但提高滑模增益会放大滑模噪声.为了解决这个矛盾,文中提出了有效反电动势的概念,并基于有效反电动势的概念设计了一种全阶状态滑模观测器,分析了该全阶状态滑模观测器的滑模抖振抑制特性和转子位置估计对转速估计误差的鲁棒性.与全阶滑模观测器相比,所建立的全阶状态滑模观测器在不放大滑模噪声的前提下,可进一步提高转子位置估计对转速估计误差的鲁棒性.实验结果表明,该方法可实现稳定的无速度传感器控制,具有良好的动稳态特性,转子位置估计对转速估计误差具有更强的鲁棒性.     

宽范围稳压的组合转子同步发电机

研究了一种宽转速范围内稳压的组合转子同步发电机.该发电机的定子结构与普通发电机相同,转子由起主发电用的永磁部分和调压用的电励磁部分组成,他们同轴安装,共用同一套电枢绕组.电励磁部分采用内励磁无刷爪极结构,通过调节其励磁电流来改变气隙磁通大小,从而达到稳压目的.对电机的结构特点、运行原理和电磁设计进行了分析.样机实验分析证明了该种电机在宽转速变化范围内稳压性良好的特点.