宽变速双绕组感应发电系统励磁控制的研究

在新型双绕组感应发电系统中,通过选取功率绕组的励磁电容,可以实现控制绕组励磁变换器容量的最小化。采用了控制绕组定子磁场的定向控制策略,对1:2.5宽变速范围内,空载和额定负载下的运行规律进行了仿真研究,给出了系统电路参数的计算方法。结果证明,该系统在宽变速运行范围内具有较好的电压控制性能,并可以用小容量的变换器有效控制大容量的电能输出。     

变速运行的定子双绕组感应发电机电磁优化设计

文中提出了变速运行时通过电机本体参数与励磁电容同时优化来实现双绕组感应发电机控制绕组励磁调节器容量最小的优化设计策略，推导了控制绕组电流与电机参数的关系式，给出了3/3相双绕组结构的dq轴互漏感解耦的选取原则以及变速运行的磁路设计特点，以此建立了具有航空电源特点的优化设计数学模型，并采用动态全域映射收缩算子的复合形法对一种双绕组感应发电机进行了优化设计。样机设计结果表明，该优化设计策略可以有效地降低控制绕组励磁调节器的无功容量、系统成本和体积。     

定子双绕组感应电机风力发电系统励磁电容的优化选取

在定子双绕组感应电机(DWIG)风力发电系统中,励磁电容的优化选取对控制绕组励磁变换器(SEC)容量的最小化具有重要作用,它不仅与发电机参数、转速范围有很大关系,同时还受风力机功率曲线和负载性质的影响。本文以SEC容量最小化为目标,在分析该发电机励磁无功变化规律的基础上,研究了励磁电容优化选取的原则,采用图解法和迭代法得到带阻性负载下的优化励磁电容值。考虑到整流负载的非线性因素,利用仿真法对该值进行合理调整,最终得到带整流负载所需的优化励磁电容值。在一台18kW带整流负载的DWIG样机系统上进行了实验验证,结果表明,系统在宽转速范围内能稳定运行,励磁变换器容量约为额定输出功率的1/3,实现了励磁变换器容量最小化。     

双绕组感应发电系统的建压仿真研究

定子双绕组感应发电系统是由功率绕组侧的励磁电容和控制绕组侧的励磁变换器来共同励磁的,有助于减小励磁变换器的容量和体积。实现系统建压是系统正常运行的先决条件,不同大小的励磁电容对于系统的建压会有一定的影响。本文建立了双绕组感应发电机的数学模型,分别对电容自励建压、开环控制的励磁变换器建压以及基于控制绕组定子电压定向闭环控制的励磁变换器建压等三种建压过程进行了仿真研究,结果证明了所提建压方式的可行性。     

变速运行双绕组感应发电系统混合励磁的研究

双绕组感应发电机的无功功率是由功率绕组侧的励磁电容和控制绕组侧的PWM静止变换器混合励磁提供的,励磁电容的大小会对控制绕组励磁变换器的容量产生影响,在不同转速、不同负载下分别进行了试验,研究了其影响规律.结果表明,在给定转速范围内,励磁电容的增大有利于减小额定负载运行时控制绕组的容性电流,不利于降低空载运行的控制绕组感性电流.     

低压大电流输出的双绕组感应发电机系统优化设计

提出通过提高定子双绕组感应发电机控制绕组与功率绕组的匝数比来升高控制绕组的电压,从而降低控制绕组励磁变换器电流的设计策略,同时可以省去功率侧的励磁电容器和控制侧的滤波电感,由此构成一种小电流励磁控制大电流功率输出的新型励磁控制系统。利用改进的粒子群算法对1台整流桥输出18kW、28V的样机在转速变比为1：2．5的运行条件下进行了优化设计。结果表明,该优化设计策略有效降低了控制绕组励磁变换器的电流及系统的成本、体积和重量。     

变速运行的双绕组异步发电机控制绕组无功容量的优化分析

新型的静止励磁调节器控制的双绕组异步发电机控制绕组无功容量的最小化是系统优化的关键问题,它与电机参数、负载、转速及变比、功率输出端励磁电容等有很大关系.在分析传统电容励磁的三相异步发电机变速变载运行机理的基础上,研究了变速变负载运行时控制绕组的无功容量最小化时励磁电容的取值方法.所得结论有助于该新型发电机系统的优化设计及控制.     

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。     

定子双绕组感应发电机励磁控制的研究

定子双绕组感应发电机是一种新型的异步发电机,其定子上除了一套功率绕组外,另有一套专门用于励磁的励磁绕组.建立了变速变负载下带整流型负载的双绕组异步电机的仿真模型,提出了自励电容与变换器混合励磁的建压模式,并对系统的有功和无功分量进行双闭环控制,仿真结果验证了该系统具有较好的动态性能.     

面向新型电力系统的双馈风力发电机并网控制策略研究

双馈感应风力发电机是一种具有三相励磁绕组结构的异步电机,其运行具有变速恒频的特点,因而在新型电力系统中的风力发电领域有着重要的应用价值。利用Park变换,构建了dq坐标系下的数学模型,实现了电机的有功、无功功率的解耦控制。并且利用电压定向矢量控制的方法,实现双馈感应风力发电机的变速恒频运行。之后搭建一套完整的双馈感应风力发电机及其控制系统的模型,并对所提控制策略的效果进行了验证。仿真结果表明,该控制策略对功率指令值具有良好的跟踪效果,并可以在变化的风速下实现稳定的变速恒频运行。     

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.     

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。     

新型定子双绕组自激异步发电机的电压调节

为了解决普通异步发电机电压随转速或负载阻抗变化的问题，该文提出了一种新型定子双绕组自激异步发电机，其定子上布置有两套三相绕组，一套为功率绕组，直接给三相整流桥负载供电；另一套为控制绕组，接三相脉宽调制电压型逆变器励磁控制回路，通过调节逆变器输出的无功电流达到调节电压的目的。仿真和实验表明，该文提出的新型发电机是一种电压调节的有效手段。     

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。     

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。     

基于定子双绕组感应发电系统容量的仿真研究

针对传统三相感应发电机定子电流耦合复杂和控制困难的问题,研究了一种新型的定子双绕组感应发电机,使该新型发电机的两套定子绕组上分别通过系统的有功电流和无功电流．实现解耦控制。利用Matlab对定子双绕组感应发电系统在变转速和变负载（纯阻性负载）的工作情况下进行系统容量的仿真研究,得出了两套绕组的容量比规律;同时得出了相同参数和工作条件下的定子双绕组感应发电机系统的控制绕组电流仅为传统三相感应发电机系统定子绕组电流的0．57倍。仿真结果表明,定子双绕组感应发电机系统不论在控制和实际应用上都具有传统三相感应发电机系统不可比拟的优点,因此这种探索性研究具有重要意义。     

12/3相双绕组感应发电机直流侧突然短路电流分析

通过适当简化分析，表明12／3相双绕组感应发电机直流侧突然短路不需要考虑辅助励磁绕组，等效为单独的十二相功率绕组直流侧突然短路，据此导出了交直流侧短路电流表达式。在此基础上，针对大容量的感应发电机，给出了估算交、直流侧最大冲击电流的简化计算公式，并论证其最大电流的到达时刻小于交流周期的二分之一，且随负载的增加其最大电流的到达时刻有所提前的结论。通过实验和仿真对比验证了该文所得结果的正确性，为系统保护装置的设计提供了理论依据。     

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.     

双绕组高速异步发电机控制绕组电流和定子频率的确定

通过电磁场有限元分析方法，计算了实心鼠笼转子双绕组异步发电机不同负载下恒压运行时控制绕组电流和定子频率。根据异步发电机十二相功率绕组和三相控制绕组各自电势、电流相位关系以及两绕组间的空间相对位置，确定了各相量的相位角和除控制绕组电流外其它相量的有效值。由ANSYS中的二维谐波场求出了功率绕组每相感应电势，相电势计算值与给定值一致作为优化目标函数，控制绕组电流有效值与转差频率作为变量，通过直接搜索方法迭代得到变量最终值。控制绕组电流和发电机运行转差率的计算结果与实验结果较为一致，证明了分析方法的正确性。