小型并网永磁直驱风电系统控制的研究

该文讨论了一种低成本的小型并网永磁直驱风力发电系统。该系统由永磁同步发电机(PMSG)、二极管整流电路、Boost斩波电路和三相电压型PWM逆变器组成。通过控制Boost斩波电路,实现风力发电系统的最大功率跟踪。利用电网电压定向控制技术控制三相电压型PWM逆变器,采用双闭环矢量控制结构,调节直流电压并控制流向电网的无功功率。最后,以15 kW的样机的实验结果验证了系统控制策略的可行性。     

直驱风电系统并联升压变换器设计与控制

在风速较低时,直驱风电系统发电机的输出电压很低,为保证后接逆变器正常工作,需要在整流后加上升压斩波电路升压。为了提高变换电路的容量,采用两支升压斩波电路并联结构。阐述了直驱风电系统并联升压变换器的构成,分析了其电路的原理与设计方法,完成了实验系统设计和制作。系统运行结果表明,并联变换电路能够实现并联升压变换及并联分支电路的均流控制,具有较高实用价值。     

基于8XC196MC单片机的双馈电机斩波与双馈调速技术研究

在分析双馈电机调速原理的基础上，提出了一种双馈电机斩波与双馈调速的控制策略和一种将整流器、斩波器与逆变器功能结合在一起的多功能变流器的电路拓朴结构，推导出基于Intel 8XC196MC单片机控制的双馈电机斩波与双馈调速控制算法，研究了SPWM逆变器输出初值设定方法、双馈电机运行模式的转换与控制技术，研制出了一套绕线转子感应电机斩波与双馈调速实验系统。实验结果表明，该方案切实可行并适用于无刷双馈电机的控制。     

六相永磁同步发电机的整流稳压电路仿真

针对六相永磁同步发电机励磁不可调,转速的变化和负载电流的变化都将造成输出电压不稳定的缺点,对六相永磁同步发电机发出的六相交流电采用带平衡电抗器的双三相全控桥并联的开关式稳压整流电路进行整流,控制方式采用闭环控制,使得整流输出直流电压恒定,不随着发电机转速和负载电流的变化而变化.利用Matlab的Simulink和PSB两个工具箱建立了六相永磁同步发电机的整流稳压电路仿真模型对该整流电路进行了仿真.仿真结果表明该稳压整流电路输出直流电压值不随发电机输出电压变化而变化,负载电压稳定时间快、无尖峰、脉动小.     

EV驱动用DSPM电机的一种新型分段电流斩波方式

外转子双凸极永磁电机运行在低速状态时,传统PWM 调制方式的电流斩波只有单一的电流限值范围,这样造成调速系统效率降低、斩波的效果不好.本文提出一种新型的分段电流斩波方式,设计了电流限值给定电路和其他相关电路,根据电机运行在低速状态时的不同转速范围,将电流限值范围分为几段,而得到斩波信号,进行PWM 调制的电流斩波,并且对桥臂上、下管进行轮换单斩, 保证了每个开关管损耗的一致性,改善了系统效率, 提高了可靠性.     

EV驱动用DSPM电机的—种新型分段电流斩波方式

外转子双凸极永磁电机运行在低速状态时,传统PWM调制方式的电流斩波只有单一的电流限值范围,这样造成调速系统效率降低、斩波的效果不好。本文提出一种新型的分段电流斩波方式,设计了电流限值给定电路和其他相关电路,根据电机运行在低速状态时的不同转速范围,将电流限值范围分为几段,而得到斩波信号,进行PWM调制的电流斩波,并且对桥臂上、下管进行轮换单斩,保证了每个开关管损耗的一致性,改善了系统效率,提高了可靠性。     

风力发电变流系统多重化升压斩波器控制方法研究

以永磁同步风力发电机组变流系统为背景,研究了交一直一交变流系统中间直流环节--多重升压斩波器的控制方法.升压斩波器采用电流闭环加前馈的复合控制方法,通过对主电路及控制电路进行Pspice仿真,以及基于DSP芯片TMS320LF2407A对单重、三重升压斩波器控制进行实验,在带负载的情况下进行了开环、闭环和前馈控制调试,实验最终结论说明三重升压斩波器具有减少谐波、平滑电流等优势,前馈控制能够有效地抑制整流输出电压带来的低频纹波,减小了电流脉动.     

直驱型风力发电系统并联PWM变流器的系统研究

在发电机侧的整流部分用2个PWM整流器并联,网侧逆变部分也采用2个并网逆变器,并采用有效的调制策略,避免了变流器并联系统中固有的环流问题,调高了等效开关频率,改善了输出电流波形的质量。     

新型十二相梯形波永磁无刷直流发电机

同步电机六相双Y绕组就电机内部而言实质上由十二相30°绕组连接而成。提出永磁同步电机采用十二相梯形波相电势输出,经共阳极连接十二相零式整流电路整流构成永磁无刷直流发电机。利用槽电势星形图分析输出电压特性,得到电枢绕组的设计原则。设计一台2 kW梯形波永磁无刷直流发电机,建立发电机系统场路耦合模型,并进行有限元计算,得到整流二极管导通模态及导通电流特性。样机实验结果与理论及仿真分析一致,表明十二相梯形波永磁无刷直流发电机的整流二极管数目与六相双Y整流电路相同,输出电压脉动相当,但整流二极管平均电流降低一半。     

基于SVPWM的双馈风力发电并联变流器的控制

大功率双馈风力发电系统采用双PWM变流器通过向双馈发电机的转子绕组中注入转差频率的电流进行励磁,从而实现定子侧感应电压的调节及并网。单个并网变流器输出能量小,冗余性差,且受现有器件及其开关频率和发热等条件的制约,故难以满足系统要求。通过电网电压定向矢量控制对并网并联变流器进行控制可实现直流侧电容电压的恒定和最大风能的跟踪控制。     

垂直轴风力发电系统制动及保护电路设计

为直驱风力发电系统设计了电子制动和保护电路.该发电系统包括垂商轴风轮、永磁同步发电机、整流器、升压变换器、降压变换器及负载.传统的由三相短路系统组成的电子制动装置极易损坏风机转子的桨叶,为此设计了由负温度系数(NTC)电阻组成的电子制动装置,既便宜又安全可靠.实验表明,所设计装置能够有效地保护小型风力发电系统的过压过流状态,并且拓宽了风力发电系统的发电风速范围.     

基于直流侧有源谐波抑制方法的高功率密度多脉波整流器

为提高多脉波整流器的谐波抑制能力和功率密度,提出了一种使用直流侧有源谐波抑制方法和星形联结自耦变压器的多脉波整流器。该整流器的两个整流桥分别与两个Boost变换器相连,通过控制Boost电路的输入电感电流使整流器输入电流近似为正弦波;使用星形联结自耦变压器作为移相变压器,该变压器绕组结构交互联结,可显著降低变压器的容量,提高系统的功率密度。计算了使整流器输入电流为正弦波时的Boost变换器电感电流理论波形,并给出了可实现的电感电流波形,进一步分析了直流侧谐波抑制方法对星形联结自耦变压器容量的影响。仿真及实验结果表明,该整流器可有效抑制输入电流谐波,且具有较高的功率密度。     

直驱式永磁同步风力发电机稳态模型与最大功率跟踪控制

针对直驱式永磁同步风力发电系统最大功率点跟踪问题,通过风力机、永磁同步发电机、三相不控整流桥、DC-DC变换器等的等效电路分析,建立了系统的稳态数学模型,推导出交流侧电功率的计算、最大功率点的捕获与直流电压等的相关计算公式,进而采用功率信号反馈(PSF)算法实现最大功率点跟踪(MPPT)控制,然后在Matlab/Sim...     

电动汽车用DC/DC变换器模糊自整定PI控制

以提高电动汽车控制性能为目标,对电动汽车控制系统的双向DC/DC变换器和电机驱动器的基本组成电路--降压斩波电路和升压斩波电路进行了研究,搭建了DC/DC变换器实验台,设计了模糊自整定PI控制器,并通过实验验证了该控制器的良好控制效果.     

波浪能装置中液压发电系统Boost变换机理及控制策略

根据液压发电系统特性可知,其工作转速由蓄能器压力和发电机负载决定,而蓄能器压力和发电机负载是实时变量,不加控制将无法实现液压发电系统始终工作在最佳转速曲线。特别是当液压发电系统整流后直接馈入海岛直流微电网时,转速由直流电网电压唯一确定。文中通过引入Boost变换电路,实现液压发电系统转速的实时控制。提出最高效率转换控制策略,实现液压发电系统始终工作在最佳转速曲线。推导了液压发电系统Boost变换机理,通过试验得到了最佳转速曲线,建立了液压发电系统经过交错并联Boost变换器馈入直流微电网的仿真模型。仿真结果表明,在Boost变换器控制下,液压发电系统始终工作在给定的最佳转速曲线,实现了液压发电系统最高效率转换控制策略。     

基于Saber的DC600V客车8kW充电机的仿真与分析

为提高DC600V客车8kW充电机的性能,提出了将斩波降压和移相全桥ZVS PWM技术结合的设计方法。该方法的优点是利用斩波电路稳定电压,利用输出滤波电感和谐振电感实现开关管的零电压开关,同时采用全桥整流技术优化变压器的设计。分析了该方法的工作原理,利用saber软件对整个系统进行仿真和分析。     

永磁同步发电机与Boost斩波型变换器非线性速度控制

直驱式永磁同步风电系统电机侧变换器的一种常见拓扑结构为二极管整流桥后接Boost斩波电路。此结构具有较强的非线性,采用普通PI控制器很难使系统在正常运行范围内保持较好的动态性能。针对其非线性特性,分区间建立了发电机与变换器整体非线性数学模型,在单区间内采用输入-输出反馈线性化方法将非线性系统转换为线性系统,在此基础上设计了转速最优控制器。该设计方法数学转换过程较为简单,参数整定方法较为成熟,且不同区间内线性控制器的参数相同。通过一套3kVA的实验系统,验证了该方法能明显改善系统动态性能,对此类风电系统电机侧变换器控制策略的设计具有一定的参考价值。     

双Buck双向交流斩波器

提出一种新颖的双降压式交流斩波器。传统交流斩波器换流时必须遵循严格的换流次序,存在换流时器件电压尖峰过高的问题;一般采用等占空比调制,对交流系统已有的谐波畸变没有任何抑制能力。双降压式交流斩波器可实现AC/AC直接降压变换,或反方向的AC/AC直接升压变换。采用电流单向开关和半周工作方式,结构简单、所需器件较少;由于电路结构的内在特点,无桥臂直通的可能,功率器件可同时导通,从根本上消除了换流电压尖峰;采用滞环电流控制方案的双降压交流斩波器具有良好迅速的输出电能瞬态调节能力,可得到高质量的输出电压波形。试验验证了以上分析的正确性。     

单周期控制的单相高功率因数整流器研究

提出了一种单周期控制(One Cycle Control,简称OCC)的单相Boost高功率因数整流器,无需检测输入电压,无需乘法器,既简化了系统,又降低了成本.在此论述了该整流器的工作原理和主要参数设计,最后给出的试验结果表明,单周期控制的Boost功率因数整流器性能可靠,功率因数可达0.99.