滞环控制双绕组感应发电机励磁控制系统

设计了双绕组感应电机发电系统.在电机定子上设置了功率绕组和控制绕组,前者接负载,后者接励磁调节器,采用控制绕组电压定向矢量控制,使用滞环控制器触发驱动逆变桥,实现了对端电压良好的控制.也不会给电网系统带来无功负担.在变负载和转速情况下,对端电压动态和稳态性能进行实验分析证明.该系统动态响应速度快,稳态性能良好.     

带整流桥负载的定子双绕组感应发电机系统宽转速运行时的稳态特性

针对带整流桥负载的定子双绕组感应发电机(dual stator-winding induction generator, DWIG)系统在宽转速范围内运行时的稳态运行特性进行了研究。建立了带电容滤波的整流桥负载的DWIG系统数学模型,指出整流桥负载是具有容性的非线性负载,提出了采用数学仿真的方法进行励磁电容的选取以降低变换器容量。采用控制绕组端电压定向的控制策略,对一台18 kW、270 V带整流桥负载的DWIG系统在变速时稳态规律进行了仿真和实验研究,结果表明发电机系统能够在4 000~8 000 r/min宽转速范围内稳定运行,控制绕组最大功率为功率绕组额定输出功率的37%,控制绕组电流的最大有效值为功率绕组电流额定值的21%,与输出功率比较,实现了大幅度降低控制侧变换器容量的目的。     

带有静止励磁调节器的双绕组感应发电机的研究

介绍了一种新型的作为独立电源的双绕组感应发电机。这种电机在定子上设置两套三相绕组，即一套功率绕组和一套调节励磁绕组，并根据其工作原理给出了两套绕组容量比的设计原则，其中功率绕组经整流桥向直流负载供电，而励磁绕组接一PwM电压型静止励磁调节器，通过电流跟踪的方式调节其输出电流来稳定所需控制的电压。试验和仿真结果都表明该发电机系统具有快速的动态响应性能。     

基于控制绕组磁场定向的定子双绕组感应发电机变速运行的研究

本文提出了一种风力发电系统，该系统所采用的感应电机定子上除了有一套功率绕组向外输出功率之外，还有一套控制绕组，专门对系统的励磁电流进行控制，提高系统的动态性能。文中建立了整个定子双绕组感应发电系统的仿真模型，分析了系统的建压过程，采用控制绕组磁场定向的控制策略，对其在变转速条件下系统动态特性进行了研究，仿真和实验都验证了该系统在变速运行条件下作为直流电源的可行性。     

基于定子磁链规划的异步电机最优效率控制

针对异步电机效率优化问题,提出了在直接转矩控制下采用定子磁链规划的最优效率控制方法。基于电机的损耗模型,通过效率优化算法在线检测计算各个定子磁链值对应的功率损耗并进行在线搜索,寻求消耗功率最小的定子磁链值。仿真结果表明该方法能够减小异步电机轻负载时的输入功率,明显提高电机在轻负载情况下的稳态运行效率,同时保持较好的转矩动态性能,并且收敛速度较快。     

基于变论域模糊控制的无刷双馈风力发电系统空载并网控制

在分析了无刷双馈发电机的转子速d-q双同步坐标系数学模型的基础上,取d轴为定子侧功率绕组磁链的方向,建立定子端电压与功率绕组磁链、控制绕组电流之间的关系式,从而推导出空载并网时的矢量控制策略。同时结合变论域模糊控制算法,选择恰当的可变伸缩因子,使模糊论域随着控制器输入量的变化而变化,以提高对定子端电压控制的精确度和自适应性。最后,采用MATLAB／Simulink仿真软件对控制环节进行仿真,结果验证了所设计的控制策略具有快速的调节性能和良好的鲁棒性。     

基于新的T型稳态模型的独立无刷双馈发电机性能分析

无刷双馈发电机是一种新型的双定子绕组感应发电机,它的两套绕组(功率绕组和控制绕组)都被固定在定子上。本文提出了一种新的T型稳态模型。相对于常规Π型稳态模型和简化的内核稳态模型,这种新的T型稳态模型更适合于独立无刷双馈发电机的性能分析。基于所提出的T型稳态模型,对无刷双馈发电机的功率流和控制绕组电流特性进行了理论分析,并且通过实验验证了分析结果的正确性。该分析结果表明独立无刷双馈发电机在超同步速运行时有更优的性能,并且为进一步提高无刷双馈发电机独立发电系统的动态性能奠定了基础。     

独立无刷双馈发电机无速度传感器直接电压控制

无刷双馈发电机是一种新型的交流感应发电机,它的定子中包含两套极对数不同的绕组(功率绕组和控制绕组)。针对BDFG独立发电系统,提出了一种无速度传感器直接电压控制策略,通过调节控制绕组电流使功率绕组电压跟踪其参考幅值和相位,并在一台额定功率为30kW原型BDFG上进行了实验验证。实验结果表明,当BDFG的转速和负载变化时,该控制策略具有良好的动态和稳态性能。该控制策略除省去了速度传感器外,还实现了输出电压幅值和频率的独立控制,因此它也具有很强的鲁棒性。     

变速运行的定子双绕组感应电机发电系统控制技术研究

针对宽转速运行的定子双绕组感应电机(dual stator winding induction generator,DWIG)发电系统的电压控制机理进行研究。基于瞬时功率理论,推导出按控制绕组磁场定向时控制绕组的瞬时功率,在此基础上分析了带整流桥负载的定子双绕组感应电机发电系统在宽转速运行时的电压调节机理,即：控制绕组电流在控制绕组磁场及其法线上的分量,分别决定着发电系统功率绕组整流桥直流侧电压和控制绕组静止励磁控制器(static excitation controller,SEC)直流侧电压,据此提出宽转速运行时DWIG发电系统电压控制策略。对一台18 kW定子双绕组感应电机发电系统进行了仿真和实验研究,证明了理论分析和控制策略的有效性。     

极对数组合形式对绕线转子无刷双馈电机性能的影响

无刷双馈电机存在特殊性,其定子上有两套极对数不同的绕组,对于确定极对数的两套绕组,其极对数组合形式对电机性能有一定程度的影响。以绕线转子无刷双馈电机的等效电路为基础,推导空载和负载状态下转子电流和功率绕组侧输出相电压与控制绕组励磁电流之间的关系,以及负载状态下系统输出功率与控制绕组励磁电流之间的关系。利用有限元法对2/4、1/3对极电机分别在两种极对数组合下的性能进行研究,通过实验证明了理论推导及有限元分析的正确性,实验结果也表明选择极对数较小的绕组作为功率绕组的电机具有转子电流小、饱和程度低、运行范围广、功率绕组侧输出电压高和系统输出功率大等优点。     

PWM-VSI inverter-assisted stand-alone dual stator winding induction generator

This paper presents a novel usage of a dual stator winding three-phase induction machine as a stand-alone generator with both controlled output load voltage magnitude and frequency. This generator, with both three-phase power and control windings housed in the stator structure, has the load connected to the power winding and a three-phase pulsewidth modulation (PWM) voltage-source inverter sourcing the control winding. The input to the PWM inverter is either a battery source or a charged DC capacitor. The operational characteristics of these generator schemes with either of the two inverter sources are investigated and shown to have desirable performance. How the load voltage magnitude depends on the various control and design parameters such as rotor speed, compensating capacitance, and load impedance is determined using a detailed mathematical model of the system.     

五相双绕组感应发电机励磁控制系统硬件设计与实现

本文研究了一种五相双绕组感应发电机励磁控制系统的硬件设计与实现方法。该发电机的转子为笼型,其定子上有两套五相绕组:一套是控制绕组,接有励磁变换器;另一套是功率绕组,经整流输出直流电能。励磁变换器由以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块为基础的主电路、驱动电路、数学信号处理电路、采样调理电路、保护电路等部分组成。励磁控制器向发电机提供所需的可变励磁无功,控制发电机励磁,从而实现对输出电压的控制。     

采用定子控制绕组的转子储能调相机

当前越来越多的电源和负荷设备采用电力电子技术并网,降低了电力系统固有的旋转同步和动态电压维持能力,因而需增设一定的同步调相机进行补偿.传统同步调相机的调节能力相对有限,为此,提出了一种新型调相机,增设了一组定子控制绕组,并设计相应的控制器,在多种运行状态下采取不同的控制模式,通过换流器对定子控制绕组的调节,从而灵活控制...     

一种高压大容量有源电力滤波器研究

提出一种新型的基于变压器谐波电流补偿的高压大容量有源电力滤波器。变压器采用副方多补偿绕组结构,原方绕组与谐波负载相并联,副方补偿绕组分别与逆变器相联。实时检测变压器原方绕组的谐波电流,通过逆变器产生与原方绕组谐波电流成比例的谐波补偿电流注入变压器副方多补偿绕组中。当原、副方绕组的谐波电流满足谐波电流补偿条件时,变压器原方绕组对谐波电流呈现近似为零的低阻抗,而对基波电流呈现很大的励磁阻抗,从而输导高压电力系统中的谐波电流流入变压器支路。仿真结果证明了这种滤波新原理的正确性。     

An accurate autotransformer model for load flow studies effect on the steady-state analysis of the Hellenic transmission system

This paper gives a closed formula which expresses the variation of the leakage reactance of power autotransformer, with tertiary winding, as a function of the autotransformer tap position. The derivation of the formula is based on the analysis of the distortion of the leakage field as portions of the winding are cut out by means of tappings. The case which is examined is the most common when the tap changers on the parallel winding are cut out symmetrically at the end of the winding. The validity of the derived model is tested by comparison with existing autotransformer impedance correction data. The importance of implementing such a model is shown by tap-changing voltage control of the Hellenic power system. The voltage control at the remote buses of the region of East Macedonia and Thrace, is achieved within the specified range, by the implementation of the derived formula on the tap-changing voltage control on load flow calculations.     

A brushless three-phase synchronous motor using the armature winding as both load and DC excitation winding

This paper presents a new brushless three-phase synchronous motor which has no exciter. The technique applied to the motor provides an effective way for conventional brushless synchronous motors to simplify the system configuration. The stator of the motor is equipped with a double-star connected armature winding which has two neutral points. The rotor is a cylindrical one, which is equipped with a two-phase field winding. The field winding is connected with shaft-mounted rectifiers. A dc voltage is applied to the two neutral points of the armature winding to obtain the rotor excitation when the motor is operated at synchronous speed. At that time. the armature winding acts as a stator dc exciting winding while also acting as a load winding. In this paper the principle and characteristics of the motor are described. and the experimental results are shown. It is confirmed that with a 2-kW experimental machine, the proposed motor has good performance. For example, by adjusting the stator dc current, this motor power factor can easily be controlled within a wide range.     

一种新型单相并联型有源电力滤波器

提出一种基于谐波磁通补偿原理的单相并联型有源电力滤波器。并联变压器的一次侧绕组与谐波负载相并联,二次侧绕组与逆变器相联,通过对变压器一次侧电压方程分析可知,当采用逆变器在变压器的二次侧注入与一次侧谐波电流呈一定补偿系数的谐波电流时,变压器一次侧对谐波电流呈现近似为零的低阻抗,而对基波电流呈现很大的励磁阻抗,从而输入电力系统中的谐波电流流入变压器支路。通过建立系统的数学模型进行了系统的稳定性分析及稳态误差估算。实验表明,该新型单相并联型有源电力滤波器简单可靠,并取得了较好的滤波效果。     

基于CT的交流电源及其控制策略研究

针对目前高压线路在线监测装置供电难的问题,文中基于电流互感器的电流-电压变换原理建立了一种可为变负载供电的交流电源模型。采用一个三绕组电流互感器,通过电力电子设备来控制第三辅助绕组的状态。当辅助绕组短路时,铁芯饱和使得负载绕组输出电压为零;当辅助绕组开路时,负载绕组输出电压恢复,从而对负载绕组输出电压起到幅值调制的作用。设计了稳压反馈控制电路与基于多项式最小二乘曲线拟合函数法的稳压控制器算法,解决了在一次侧电流和所带负荷发生变化时,输出电压不稳定的问题,使负载及电流在一定范围内变化时输出电压能保持稳定。通过MATLAB/Simulink仿真平台验证了在可变负载情况下,所提出的基于CT交流电源有着良好的稳态和暂态输出特性,并对一次侧线路产生的影响可忽略不计。