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。     

间接磁场定向控制的定子双绕组感应电机风力发电系统

针对低转速下运行的定子双绕组感应电机(DWIG)风力发电系统,提出了一种简单易实现的控制绕组间接磁场定向控制策略.该定向方法忽略控制绕组的阻抗压降,以与控制绕组电压矢量正交的方向作为矢量控制的定向基准,使系统的电压调节控制得到了简化.省去了直接磁场定向控制的复杂积分运算,仅需控制绕组电压采样及简单的2/3坐标变换.采用滞环电流控制策略调节系统的输出电压,在一台750 r/min、20 kW DWIG样机上进行了仿真和实验研究,证明了理论分析和该定向方法的正确性和有效性.     

变速运行的定子双绕组感应电机发电系统控制技术研究

针对宽转速运行的定子双绕组感应电机(dual stator winding induction generator,DWIG)发电系统的电压控制机理进行研究。基于瞬时功率理论,推导出按控制绕组磁场定向时控制绕组的瞬时功率,在此基础上分析了带整流桥负载的定子双绕组感应电机发电系统在宽转速运行时的电压调节机理,即：控制绕组电流在控制绕组磁场及其法线上的分量,分别决定着发电系统功率绕组整流桥直流侧电压和控制绕组静止励磁控制器(static excitation controller,SEC)直流侧电压,据此提出宽转速运行时DWIG发电系统电压控制策略。对一台18 kW定子双绕组感应电机发电系统进行了仿真和实验研究,证明了理论分析和控制策略的有效性。     

矩阵式变换器励磁的双馈电机磁场定向控制研究

本文结合矩阵式变换器、双馈调速技术和矢量控制的优点，建立了矩阵式变换器励磁的双馈电机定子磁场定向控制系统模型，仿真结果展现了系统的优良特性，验证了本文方案的正确性和有效性。     

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。     

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.     

交流励磁发电机定子磁场定向的矢量控制研究

论述了交流励磁发电机基于定子磁场定向的控制原理,推导了发电机有功功率、无功功率与转子励磁电流的关系,搭建了交流励磁发电机双闭环控制模型,讨论了定子磁链幅值和位置的确定,进行了采用PID调节器双闭环控制的仿真研究,结果表明定子磁场定向的矢量控制原理能够实现对交流励磁发电机有功和无功功率的快速、解耦控制     

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.     

感应电动机按定子磁场定向控制

在矢量控制和直接转矩控制的基础上 ,取长补短 ,提出一种新型的感应电动机按定子磁场定向控制的方法 ,采用定子电阻压降补偿和电流转矩分量的闭环控制 ,实现了定子磁链和电磁转矩的协调控制。实验结果表明 ,该方案完全可行 ,系统具有良好的静、动态性能     

定子双绕组感应发电系统的滞环电流控制方法

提出了一种基于空间电压矢量的适用于定子双绕组感应发电系统的滞环电流控制新方法.该方法将滞环控制与空间电压矢量PWM控制相结合,根据控制绕组的电流误差矢量与参考空间电压矢量的区域分布,选择最佳的电压矢量运行,使各相电流误差被限定在给定滞环内,准确跟踪各相给定电流,实现静止励磁控制器三相桥臂间的关联控制,消除相间影响.该方法实现简单,即能限制开关频率,又能有效减小电流误差,改善电流跟踪性能.实验结果证明了该方法的正确性和有效性.     

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.     

大功率变速恒频双馈风力发电变流控制技术

介绍了变速恒频双馈风力发电的基本原理与控制设计,建立包括风力机、双脉宽调制(PWM)功率变换器、双馈发电机在内的风力发电系统.着重以转子侧变换器为研究对象,分析了其实现最大风能追踪,有功功率、无功功率解耦的过程.基于该过程推导数学关系式,建立功率外环、转子电流内环控制的定子磁链定向控制模型,并通过1.5 MW双馈风力发电仿真模型验证了该矢量控制方法在双馈风力发电系统的适用性.     

采用H桥级联拓扑结构的大容量异步发电机静止励磁控制方法

针对大容量12/3相双绕组异步发电机的励磁控制要求,选用级联式2单元拓扑结构,提出了一种dq坐标系下的励磁控制方法。所提出的微调d分量对级联式无功补偿装置直流侧电容电压进行均压控制的方法可在不影响总输出电流的同时,对直流侧电容电压进行均压,相对于传统的移相均压控制方法,该方法实现了均压控制与励磁电流的完全解耦。理论分析和仿真结果验证了所提出方法的正确性。     

基于空间电压矢量调制的定子双绕组感应发电机系统电压控制技术

将空间电压矢量调制(space vector modulation, SVM)策略应用于定子双绕组感应发电机(dual stator-winding induction generator, DWIG)系统,不仅提高了直流母线利用率、降低了控制绕组侧静止励磁控制器(static excitation controller, SEC)的直流母线电压,而且有效降低了控制绕组电流谐波。该文在分析SEC数学模型的基础上,提出基于SVM的DWIG发电系统电压解耦控制策略,并对DWIG系统建压、突加突卸负载进行了仿真和实验研究,结果证明该控制策略具有良好的动静态性能。该文进一步拓展了SVM控制下的发电机转速运行范围,并用节点导纳法对该变速运行过程中的电压和电流关系进行了定量分析,实验结果验证了该方法的正确性。     

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。