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。     

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.     

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。     

双绕组感应发电机定子槽漏感计算研究

定子漏电感是定子漏感参数的重要组成部分.双绕组感应发电机定子上两套绕组的结构与分布比传统的三相电机更复杂.采用解析法对不同绕组结构的双绕组感应发电机定子槽漏电感进行了系统地分析,导出了两套绕组槽自漏感、互漏感与节距之间的关系式,对电机设计有一定帮助.     

双三相无刷双馈发电机:建模及其控制方法研究

提出了一种双三相无刷双馈发电机。该电机定子上除了常规的三相功率绕组外,还有两套空间上互差30°电角度且中性点独立的控制绕组。建立了该电机的数学模型。令这两套绕组的电流时序上相差30°,则气隙磁势中的5次和7次谐波分量将会被消除,同时基波磁势达到最大。研究了一种电流控制算法,可以实现这两套控制绕组电流相位差30°的控制目标。提出了这两套控制绕组载波移相90°的PWM控制方法,可以有效降低功率绕组输出电压波形中的高次谐波。提出了一种无位置编码器控制算法,在并网条件下可实现功率绕组有功电流和无功电流的控制。研制了一套30k VA绕线转子双三相无刷双馈发电机控制系统及实验装置。通过大量的仿真和实验研究,验证了所提出控制方法的正确性。     

电压定向矢量控制双绕组感应发电系统

设计了双绕组感应电机发电系统,在电机定子上设置两套绕组,功率绕组和控制绕组.其中:功率绕组接负载;控制绕组接励磁调节器.采用定子控制绕组电压定向矢量控制策略,使用滞环控制器触发驱动逆变桥,实现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了仿真分析,证明该系统动态响应速度快,稳态性能良好.     

带有电流控制电压型逆变器的新型双绕组异步发电机的电压控制

带有电流控制电压型逆变器的新型双绕组异步发电机不仅克服了传统异步发电机电压随负载变化的缺点,而且提高了系统的电磁兼容性。其控制系统由两个PI电压控制器和一个滞环电流控制器组成。为了对其电压控制性能和调节速度进行研究,本文建立了计及磁路饱和的双绕组异步发电机及其控制系统的数学模型。对负载、转速突然变化等动态过程中电压控制性能进行了仿真研究。结果表明,该系统具有较好的电压控制性能和响应速度。     

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。     

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。     

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.     

基于双谐波绕组的混合励磁发电机励磁控制系统

为了解决不同运行工况下混合励磁同步发电机端电压恒定的问题,设计了一种基于全桥变换器拓扑的励磁控制系统。励磁系统采用以电枢绕组电压为外环、定子谐波励磁绕组电流为内环的双闭环控制策略,以谐波无刷混合励磁同步发电机端电压为反馈信号,通过调节定子谐波励磁绕组电流,以维持发电机端电压恒定。阐述了双谐波绕组的混合励磁发电机的基本结构和工作原理,设计了励磁控制系统的软硬件,并测试了励磁控制系统的性能。实验结果表明：调节定子谐波励磁绕组电流,可以很好的调节发电机的端电压;通过励磁控制系统的自动调节功能,实现了发电机在不同负载情况下的输出电压恒定。     

Dual stator winding induction machine drive

A new dual stator winding induction machine drive is described in this paper. The proposed induction machine consists of a standard squirrel-cage rotor and a stator with two separate windings wound for a dissimilar number of poles. Each stator winding is fed from an independent variable-frequency variable-voltage inverter. The proposed drive offers such advantages as speed sensorless operation, better reliability, and more flexibility to manipulate the resultant torque-speed curve of the motor. In the proposed drive, zero-speed operation is achieved by independently controlling the two sets of stator currents, hence, maintaining a minimum electrical frequency independent of the mechanical speed. This feature is especially important to minimize the negative impact of the stator resistance influence at low-speed operation and it greatly simplifies the implementation of speed sensorless control schemes. The drive is well suited for either constant volts per hertz or field-oriented (FO) operation. Circulating harmonic currents, common to most dual stator machines, are eliminated by the dissimilar pole number in each stator winding     

12/3相双绕组异步发电机定子谐波漏感的计算

为计算12/3相双绕组异步发电机多达上百的相间谐波漏感，在两线圈间谐波电感的求取和绕组与线圈连接关系确定方面采用了新的分析方法。以单一线圈而不以一相绕组为基础，通过总电感减去基波电感的方法计算两线圈间的谐波电感，并在区分控制绕组和功率绕组情况下给出了异步发电机任意2个定子槽中线圈间谐波电感值。仿照图论结合回路电流法分析电路网络的过程，列写了表示线圈支路电流与一相绕组回路电流间的关联矩阵，用规范统一的编程方法计算各相绕组间的谐波漏感，并对其中几个电感值进行了定性分析。所用分析方法通用性强，对绕组连接复杂多相异步电机定子谐波漏感参数计算优势明显。     

高压直流用双绕组异步发电系统的仿真

利用S-Function建立了新型双绕组异步发电机的Simulink核心模型,并利用Power Systems Blockset工具箱把核心模型转换为PSB模型,以利于与外部电气元件直接相连。由此建立了基于控制绕组定子电压定向控制的带整流桥负载的系统通用仿真模型,并对空载和额定负载下的变速运行分别进行了仿真与试验研究。结果表明,该仿真系统具有良好的运行性能。     

宽变速运行的双绕组感应发电系统优化的研究

宽变速运行的双绕组感应发电系统相对于恒速运行,在电机的设计及系统控制等方面需要有特殊的考虑。介绍了宽变速运行的双绕组感应发电机的优化设计特点,为实现控制绕组励磁变换器容量的最小化,给出了励磁电容和发电机参数同时优化的设计策略,对一台原理样机进行了优化设计。利用控制绕组定子磁场定向控制策略,在dSPACE仿真平台进行了试验研究,结果证明,在1:2的宽变速运行范围内,空载和额定负载运行条件下,控制绕组与功率绕组的容量比可降到1/3左右,这对于降低控制绕组励磁变换器的容量、体积和成本很有意义。