异步化同步发电机交流励磁控制方法

在气隙磁通观测与定向的基础上，推导出异步化同步发电机等效的直流电机控制模型。异步化同步发电机的电磁功率与转子交流励磁的Ｔ轴分量成正比，独立控制交流励磁的Ｔ轴分量和Ｍ轴分量可以分别控制交流励磁发电机有功功率和无功功率的输出     

异步化同步发电机交流励磁控制方法

在气隙磁通观测与定向的基础上，推导出异步化同步发电机等效的直流电机控制模型。异步化同步发电机的电磁功率与转子交流励磁的Ｔ轴分量比正比，独立控制交流励磁的Ｔ轴分量和Ｍ轴分量可以分别控制交流励磁发电机有功功率和无功功率的输出。     

双馈发电机及其控制系统建模与仿真

运用定子磁场定向矢量控制的分析方法，分别建立了双馈发电机和转子励磁控制系统的数学模型，并通过定转子电压相位角φ₁₂将两者联系起来，推导出双馈发电机及其控制系统的一体化矢量控制模型.该模型不仅反映了双馈发电机的参数、励磁控制系统硬件结构和转子励磁控制参数，而且从理论上揭示了双馈发电机兼有感应电机和同步电机的运行特点以及应用于变速恒频发电系统中的技术优势.仿真结果表明所建立数学模型的正确性及双馈发电机具有良好的功率控制特性.     

倍极感应励磁同步发电机附加磁场分析

在不计磁路饱和条件下，对倍极感应励磁同步发电机中由定子直流励磁电流产生的磁场（附加磁场）进行了分析，分析中考虑了磁势谐波和气隙磁导谐淑的影响，导出的附加磁场表达式可用于转子励磁电流的准确计算。     

基于矩阵变换器的异步电机预测控制方法研究

为了既能实现电源输入功率因数为1,又能实现异步电机定子电流的转矩分量和励磁分量的解耦控制,研究将矩阵变换器的预测控制与异步电机转子磁场定向矢量控制相结合的组合控制策略。结合转子磁场定向技术,采用转速和磁链的双闭环结构,并对异步电机定子电流和无功功率进行多目标预测控制。仿真结果表明,该方法既保留了传统异步电机转子磁场定向矢量控制的优点,又发挥了预测控制的长处。实现了输入功率因数为1,改善了电源质量;实现了异步电机定子电流转矩分量和励磁分量的解耦控制,改善了调速系统动态性能。     

风电场双馈电机无功功率控制

分析了双馈电机在定子磁场同步旋转的dq轴和电压矢量定向下的电压、电流、力矩、功率等数学模型,提出了计算无功极限的方法。对双馈电机有功和无功解耦控制进行探讨,给出了具体控制无功发生能力的控制策略,并通过算例探讨了双馈机组在无功和有功分别单一发生改变时转子电压电流变化情况。仿真结果表明控制转子电流无功分量可以控制定子无功的发出或吸收,从而充分发挥风电机组无功调节的能力,改善系统电压水平。     

三相倍极感应励磁同步发电机运行性能研究

在三相倍极感应励磁同步发电机中，转子励磁绕组中的励磁电流是由定子直流绕组建立的倍极静止磁场感应产生的，这种励磁电流获得方式及倍极静止磁场的存在，势必影响电机的运行性能，本文对此进行了理论分析及实验研究．结果表明：倍极磁场的存在确会影响电机的运行性能，但由于转子绕组的特殊工作状态，产生一定的转子励磁电流所需的倍极静止磁场气隙合成磁密很低，故电机的工作特性、电压波形、振动和噪声等均无明显恶化．     

双馈感应发电机定子绕组匝间短路时电磁特征

双馈感应发电机逐渐成为风力发电机的主流机型,其容量越来越大。绕组匝间短路是双馈感应发电机常见的故障之一,为了研究电机定子匝间短路故障时的电磁特征,基于有限元和多回路理论建立了电机的数学模型;采用该模型计算了一台5.5 k W感应电机定子绕组匝间短路时的定转子电流以及电磁场,得到了电机正常与故障两种情况下的磁场分布以及定转子电流的波形。通过对比分析健康电机与故障电机的磁场以及定转子电流,得出了双馈感应发电机定子绕组匝间短路时的故障特征:定子绕组匝间短路使得气隙磁场中出现了分数次以及偶数次谐波,定子三相电流不再对称,三相电流的幅值均有增加,故障所在相的电流增幅最大,且故障相与其超前相的相位角随着故障程度加深而变大且大于120°。     

交流励磁发电机动态分析模型

根据转子结构对称的交流励磁发电机的基本方程式,结合该类电机励磁系统的特点和异步运行的特征,综合考虑了励磁系统的3个调节量励磁电压的频率、幅值和相角.定义转子磁通(电流)在定子绕组中的感应电势与定子电压的夹角为功角,将转子旋转磁场角频率与同步角频率之差引起的功角分量和转差率作为状态变量,推导了其四阶简化动态分析模型.同时给出了单机无穷大系统中交流励磁发电机的状态方程,为含交流励磁发电机的单机无穷大系统的研究提供了理论基础.     

交流励磁发电机动态分析模型

根据转子结构对称的交流励磁发电机的基本方程式,结合该类电机励磁系统的特点和异步运行的特征,综合考虑了励磁系统的3个调节量;励磁电压的频率、幅值和相角。定义转子磁通（电流）在定子绕组中的感应电热与定子电压的夹角为功角,将转子旋转磁场角频率与同步角频率之差引起的功角分量和转差率作为状态变量,推导了其四阶简化动态分析模型。同时给出了单机无穷大系统中交流励磁发电机的状态方程,为含交流励磁发电机的单机无穷大系统的研究提供了理论基础。     

汽轮发电机失磁异步运行的耦合场有限元分析

为了准确模拟汽轮发电机失磁故障发生后的运行状态,建立了场、路、运动直接耦合的时步有限元分析模型,把电机的电磁场方程和定转子的等效电路方程进行联立求解,得到失磁故障过程中定子端电压、定子电流、转速、有功功率等变量随时间变化的波形,以及转子中涡流场的分布;通过间接耦合实现了失磁过程中转子的温度场计算.对1 000 MW汽轮发电机励磁绕组失磁进行了时步有限元分析,并通过转子温升计算和有功、无功功率波动结果可知：汽轮发电机失磁后,转差率、有功功率及转子铁心温度均在限定值内,但定子电流值过大,应采取及时的保护措施.     

定桨距变速风力发电机组的控制策略研究

提出定桨距变速风力发电机组的串级控制。外回路根据机组的运动方程采用自适应最优模糊控制,给出发电机电磁转矩设定值,实现参考转速的渐进跟踪。算法综合考虑风力发电机组的机械特性和电气特性,系统辨识作为控制算法的一部分自动执行。内回路基于双馈发电机的定子磁场定向矢量控制系统模型,结合动态线性化和反馈稳态解耦技术,提出发电机有功、无功功率的预测函数控制。采用 PI 控制与本文的控制策略作对比仿真,结果表明提出方法的有效性。     

变速恒频风力发电机组输出特性分析

以变速恒频风力发电系统为研究对象,依据发电机数学模型和交流电机矢量变换控制原理,设计了交流励磁变速恒频(VSCF)发电机定子磁链定向的矢量变换控制系统,对转子侧变换器建立了外环定功率控制内环定电流控制的双闭环控制结构,实现双馈发电机定子有功P和无功Q的解耦控制,从而获得最大风能捕获的高效发电运行。并在PSCAD/EMTDC仿真环境下建立了变速恒频风力发电机组的整体动态数学模型。以渐变风和阵风为例,对由5台单机容量为2 MVA双馈感应电机(DFIG)组成的风电场并网前后的运行特性进行仿真研究,通过仿真分析,揭示了风电场并网运行的动态特性,并验证了数学模型和控制策略的正确性和有效性。     

双馈风力发电机无位置传感器矢量控制的策略

目前双馈风力发电机普遍趋向于采用矢量控制策略，实现发电机有功、无功功率的独立控制.但是由于风力发电机一般工作在恶劣的气候条件下，使用通用传感器进行位置和速度信号检测，故障率高，且检修不便，为此提出一种简单可行的无位置传感器矢量控制方案.基于双馈电机数学模型，重点讨论在转速控制阶段，采用定子磁场定向的矢量控制，进行了转子位置估算，得到了转速及功率变化规律.最后对1?MW的风力机模型进行系统仿真实验，证实了该方案的可行性.     

基于直接转矩控制的双馈感应电机速度及无功控制

基于直接转矩控制原理,给出了双馈感应电机一个新的转子速度与定子侧无功控制策略。通过适当选择转子侧电压矢量,即可通过转矩内环和转子磁链幅值内环达到速度与无功控制。所研究的系统当其用于拖动场合可提高用户端功率因数,用于风力发电场合在进行最大风能跟踪的同时可参与电网无功调节。对一个由15 kW双馈感应电机构成的系统进行了仿真实验,结果显现本策略在速度与无功指令值及定、转子电阻变化时所具有的有效性和鲁棒性。     

汽轮发电机转子绕组匝间短路故障研究

对汽轮发电机发生转子绕组匝问短路故障后,电磁特性和电气参量的变化进行了分析。发现了故障发生后励磁电流增加而无功输出却相对减少的特征,提出了利用故障前后励磁电流的计算值和测量值之间的相对变化率作为识别故障严重程度的一个实用的方法,建立了在线识别转子匝间短路的故障判据。该判据利用发电机转子匝间短路的动态模拟试验机组进行了相关的实验验证。     

一种新型的永磁同步电机直接转矩控制方法

永磁同步电机传统直接转矩控制方法采用磁链和转矩双闭环结构实现对电机转矩的直接控制.由于控制过程中要保持磁链幅值恒定,不仅限制了电机的动态性能,同时,为了实现恒定的定子磁链幅值,还需要额外的无功电流,降低了电机功率因数,增加了系统损耗.本文从转矩优化和无功电流优化控制的角度出发,提出了一种新型的直接转矩控制方法,控制过程中直接根据转矩控制要求选择电压矢量,不要求磁链幅值恒定,对转子位置要求不高,控制过程中能够实现磁链幅值的动态调整,电机在具有良好动态性能的同时具有较高的功率因数.仿真结果验证了理论分析的正确性和方法的可行性.     

DC-AC逆变器分数阶与整数阶PID控制对比

针对传统双环PID控制三相逆变器系统存在输出电压质量和鲁棒性不够理想,输出电压谐波含有率较高等问题,设计基于神经网络参数自整定的分数阶PIλDμ双环控制器:PIλDμ电流内环PIλDμ电压外环控制、PIλDμ电流内环PID电压外环控制和PID电流内环PIλDμ电压外环控制,并应用于不同的线性及非线性负载,考察其控制性能。仿真研究表明,分数阶PIλDμ电流内环整数阶PID电压外环控制性能最好,其次是整数阶PID电流内环分数阶PIλDμ电压外环控制和分数阶PIλDμ电流内环分数阶PIλDμ电压外环控制,性能最差的是传统的双环PID控制。     

基于最小补偿电流算法的有源电力滤波器

在分析一种用于检测谐波和无功电流的最小补偿电流控制算法的基础上，提出一种有源电力滤波器的设计方法．该方法在同一个闭环中对谐波和无功电流进行计算并产生相应的补偿电流．与目前的控制算法相比．采用最小补偿电流算法设计的有源电力滤波器具有更简单的结构、更高的精度和更好的补偿性能．仿真结果证明了该控制算法和电路结构的有效性．