开绕组无刷双馈发电机直接功率自抗扰控制策略

根据开绕组无刷双馈电机在同步旋转坐标系中的数学模型,推导和分析了功率绕组输出瞬间功率和控制绕组功率电压之间的关系,并建立对应状态方程。设计无刷双馈电机直接功率自抗扰控制器,实现了有功功率和无功功率的解耦控制。搭建了开绕组无刷双馈发电机直接功率自抗扰控制系统的仿真模型,给出了系统暂态、稳态及参数扰动等不同工况下的仿真结果,仿真结果验证了该新型控制策略的可行性和有效性。     

开绕组无刷双馈风力发电机直接功率控制容错策略

针对无刷双馈发电机提出了一种控制绕组采用开绕组拓扑(OW-BDFG)的馈电方案,将三相控制绕组两端打开分别连接变流器构成双两电平变流器(D-TLCs)馈电拓扑,对机侧变流器功率器件IGBT因故障切除后的容错控制策略进行深入分析,提出了功率偏差比较直接功率控制(PEC-DPC)的D-TLCs电压空间矢量优化方案。对比分析了8/4极25 kW样机的仿真及实验结果,表明：当机侧变流器1个或2个IGBT被切除后,所提OW-BDFG的PEC-DPC仍可实现变速恒频、最大功率点跟踪及单位功率因数控制,进一步提高了该发电机系统的可靠性和鲁棒性。     

开绕组无刷双馈风力发电机直接转矩控制策略研究

随着我国“碳达峰、碳中和”减排目标的提出,利用风能发电持续受到重点关注。无刷双馈发电机可实现变速恒频,具有变频器容量小、结构简单、功率因数可调、成本低、坚固耐用等优点,更适合应用于风力发电领域。针对开绕组无刷双馈风力发电机,选取直接转矩控制的策略以实现功率跟踪,同时与非开绕组无刷双馈风力发电机进行对比,结果表明具有开绕组结构的无刷双馈风力发电机直接转矩控制系统的控制效果更好。     

开绕组无刷双馈风力发电机最大功率点跟踪直接转矩模糊控制研究

基于风力发电机最大功率点跟踪原理,结合无刷双馈电机无电刷和集电环的特殊结构及采用双定子磁场调制使得所需变流器容量更小的特点,提出了一种由双两电平变流器拓扑构造三电平馈电的开绕组策略,阐述了无刷双馈风力发电机最大功率点跟踪、开绕组策略及直接转矩控制、模糊控制等各部分工作原理,进而利用Matlab/Simulink仿真软件,搭建了无刷双馈风力发电机控制绕组采用双两电平SVPWM变流器馈电实现最大功率点跟踪的开绕组直接转矩模糊控制模型,并进行了详细的性能仿真,最后,通过无刷双馈电机半实物仿真实验平台,证实了所提开绕组策略的正确性和可行性,为进一步研发半实物仿真实验平台及相关控制策略提供了良好的参考与借鉴。     

一种复合转子无刷双馈风力发电机直接功率控制研究

无刷双馈发电机无电刷和集电环,具有免维护而可靠性高、变流器容量小等优点,极有可能竞争目前风电系统中普遍使用的传统有刷双馈感应发电机和永磁同步发电机。针对新型复合转子结构无刷双馈风力发电机功率绕组有功和无功功率的控制需求,按照控制绕组磁链所在扇区,采用查表方式确定控制绕组机侧变流器的电压空间矢量,进而对其最大功率跟踪及单位功率因数等进行有效的直接功率控制。通过对比8/4极25kW样机测试系统的仿真与实验结果,证明了所提复合转子无刷双馈风力发电机直接功率控制的正确性、可靠性和有效性。     

无刷双馈风力发电机模糊直接转矩控制研究

针对无刷双馈风力发电机直接转矩控制转矩脉动较大的问题,提出一种对控制绕组磁链旋转角进行模糊控制与空间矢量调制(SVPWM)技术相结合的控制方法,调制合成合适的控制电压,对常规直接转矩控制进行改进,使直接转矩控制中的脉动转矩明显减小.该控制方法易于实现,仿真结果表明系统转矩脉动大大减小,控制性能得到了改善.     

双馈感应发电机无锁相环直接功率控制

直接功率控制(DPC)策略由于实施结构简洁、响应速率快等优势,在新能源发电领域得到了广泛的应用,因此提出基于两相静止坐标系的双馈感应发电机(DFIG)无锁相环DPC策略。针对两相静止坐标系中DFIG有功、无功功率动态方程的参数时变特性,构建了DFIG的有功、无功励磁电压2个可控量,并将含有交流电压系数矩阵的DFIG有功、无功功率动态方程变换为常系数动态方程,简化了控制系统设计,并根据DFIG的转子位置角,DFIG转子励磁电压与有功、无功励磁电压间的转换。利用简单线性调节器,即可完成对DFIG有功、无功功率的解耦控制与无差跟踪。最后,通过试验验证了所提控制策略的有效性和频率适应性。     

考虑饱和效应的无刷双馈发电机功率模型预测控制

该文建立了无刷双馈发电机(BDFIG)考虑饱和效应的动态模型,详细分析了有功功率与无功功率分配,提出考虑饱和效应的功率模型预测控制策略.基于无刷双馈发电机的饱和特性进行励磁电感估算,实时修正每周期输入至控制器的电感参数,实现了功率的精确控制,保证控制侧电流的正弦度和较低的开关频率.通过对功率模型预测控制系统的仿真及实验...     

基于直接功率控制双馈风电系统最大功率点跟踪

针对风电系统在最大功率点跟踪(MPPT)阶段对系统动态响应的要求,在双馈感应发电机(DFIG)中提出了一种基于直接功率控制(DPC)的MPPT控制策略。该控制策略可在两相静止坐标系下实现,无需锁相和旋转坐标变换,简化了系统控制结构;采用基于滑模控制(SMC)的DPC方法,具有动态响应快、鲁棒性强的优点。仿真和实验均表明了该控制策略的正确性和有效性。     

电网电压跌落下无刷双馈发电机低电压穿越控制

电网电压跌落的瞬间,风力发电机定子和转子产生冲击电压和冲击电流,对电网安全造成影响。为实现无刷双馈风力发电机低电压穿越,保证风电机组在电网电压跌落下不间断运行,对电网电压跌落下无刷双馈发电机定子电压和电流进行暂态分析,搭建了无刷双馈发电机在功率绕组静止坐标系下的数学模型,推导并分析了电网电压跌落瞬间其功率绕组磁链、控制绕组电压动态变化过程,并提出一种积分滑模直接功率控制与故障穿越控制相结合的控制策略,完成无刷双馈发电机低电压穿越控制。通过MATLAB/Simulink和半实物仿真试验平台进行验证,仿真和试验结果证明所推导功率绕组磁链和控制绕组电压动态变化过程的正确性及控制策略的有效性,该控制策略有效抑制了定子控制绕组侧电压和电流畸变,提高了无刷双馈发电机的低电压穿越性能。     

有刷与无刷双馈感应发电机性能对比分析

在对比分析了有刷和无刷双馈发电机的运行机理的基础上,借助于MATLAB/SimuIink仿真软件,分别以功率5 kW、6/2极的磁阻转子的无刷双馈发电机和3.5 kW、4极的有刷双馈感应发电机为例,分析这两种发电机的电磁特性、变速恒频运行特性,并通过实验对两种发电机的变速恒频特性加以验证.仿真和实验结果表明,两种发电机在运行性能上具有相似性.     

一种改进的无刷双馈电机直接转矩控制系统的研究

在研究无刷双馈电机直接转矩控制调速系统的基础上,改进和优化了常规的直接转矩控制系统的电压矢量开关表。与常规的直接转矩控制系统相比,多增加了1个时间控制量,由转矩、磁链、扇区及时间控制量4个信号共同决定电压矢量开关表。这种改进延长了系统采样时间,在低速范围内可以有效地减小转矩脉动,改善定子的电流波形,且具有良好的动、静态性能。并使用MATLAB对该系统进行了仿真验证。     

无刷双馈风力发电机变速恒频控制研究

根据无刷双馈风力发电机(BDFG)的结构与运行原理,分析了其在转子速d,q坐标系下的数学模型.采用恒压频比控制策略,在Matlab/Simulink下完成BDFG变速恒频(VSCF)发电的开环仿真研究,并基于双三电平变流器结构,以DSP TMS320F2812为主控制器建立实验平台,完成BDFG带独立电阻负载的VSCF...     

Design and Implementation of Direct Power Control System for Brushless DC Generator in Standalone DC Applications

This paper investigates the design and implementation of direct power control (DPC) strategy for brushless DC (BLDC) generators. Since in conventional BLDC generator systems, electrical power is transferred to the DC-link through uncontrolled diode rectifiers, a great deal of energy may be lost. Moreover, in some applications where the shaft speed of the prime mover is variable, a constant DC-link voltage is essential in spite of the variations of speed and electrical load. To overcome these shortcomings, in this study, through the six-switch power converter, the output power of BLDC generator is controlled via DPC strategy for regulation or tracking of desired DC-link voltage or reference power. Special features of the proposed strategy are: ease of implementation, low cost, and fast response. The proposed control theory is verified by simulations and experiments in various scenarios.     

双馈风力发电机转子绕组能量回馈技术研究

双馈风力发电机在超同步转速下运行时,定转子绕组能够同时输出功率,将转子绕组这部分能量回馈到电网可以提高双馈风力发电机的运行效率。本文运用交流升压斩波技术将转子绕组的低压交流电泵升为高压直流,再经逆变送回电网。并建立了交流升压斩波的控制算法,计算出系统在各种状态下回馈电压、电流与转差率、占空比之间的关系。仿真和实验结果表明,所提出的控制策略能较好的将双馈发电机转子绕组的能量回馈给电网。     

基于分数阶滑模的风力发电机直接功率控制

为了改善双馈风力发电系统的控制性能,将分数阶滑模控制应用于双馈风力发电机的直接功率控制系统中。将分数阶微积分引入到滑模控制中,构成分数阶滑模控制器,利用分数阶的遗传衰减特性削弱滑模控制的抖振。推导了应用于双馈风力发电系统的分数阶滑模控制律,并用李雅普诺夫稳定性定理证明了系统的稳定性。所提出的分数阶滑模控制系统省略了电流环控制,简化了控制结构,实现了有功功率和无功功率的有效控制。仿真与试验结果显示出所用分数阶滑模控制策略的有效性,同时表明该系统削弱了传统滑模控制中存在的抖振。