直驱永磁同步风力发电机单位功率因数控制

针对采用传统矢量控制的直驱永磁同步风力发电机存在电机运行功率因数降低的问题,提出一种适用于采用双脉宽调制变换器并网的永磁同步发电机单位功率因数运行控制策略.所提方案在实现永磁直驱风电系统最大风能捕获控制的基础上,通过控制电机侧变换器使电机d轴控制电压为零来实现永磁同步发电机的单位功率因数运行控制.系统仿真和实验结果表明:采用所提运行控制策略可有效实现永磁同步发电机的单位功率因数运行,有助于减小电机侧变换器的运行容量,同时该发电系统可实现最大风能跟踪控制、并网有功和无功功率独立控制以及变速恒频发电运行.     

宽高效率区混合永磁同步磁阻记忆电机设计

铁氧体、钕铁硼混合永磁同步磁阻电机相对铁氧体永磁同步磁阻电机，具有较高的永磁磁链，提高了功率密度尤其是弱磁运行时的功率密度，但一定程度上降低了高速、低转矩区的效率。为此，在铁氧体、钕铁硼混合永磁同步磁阻电机的基础上采用一定量的铝镍钴替代钕铁硼，设计成混合永磁同步磁阻记忆电机，在不降低电机弱磁运行功率的情况下，对不同工况下的永磁磁链进行调节，采用铁氧体、钕铁硼和铝镍钴三种永磁材料混合，可有效提高混合永磁同步磁阻电机高速、低转矩区效率。从维持弱磁运行功率和永磁磁链调节两方面对铝镍钴和钕铁硼的相对用量进行设计，对永磁磁链的调节过程和效率分布进行分析，证明了所设计的电机拓宽了高效率区范围，并分析了相关电磁特性。     

基于双机械端口电机的新型电力无级变速系统研究

在先进深度混合动力系统中,行星齿轮机构将内燃机、发电机和电动机连接在一起构成电力无级变速混合动力系统,无论车速如何变化,内燃机总是工作在高效区域,提高了混合动力车辆的燃油经济性.但是,这种系统也存在结构复杂、体积较大的问题.本文研究了基于双机械端口电机的新型电力无级变速系统设计原则、永磁式双机械端口电机控制策略,并对这种系统在混合动力汽车应用中的工作模式进行了分析;研制了一台缩小比例永磁式双机械端口电机样机,实验验证了设计的有效性,模拟混合动力整车运行进行了典型循环工况实验和分析.     

双馈变速抽水蓄能全工况转换过程建模与仿真

双馈变速抽水蓄能机组具有运行范围宽、功率调节速度快并能兼顾发电、抽水工况最优效率的优点,同时也赋予了其运行工况多、工况转换频繁的特点。然而,现有双馈变速抽蓄的仿真建模仅以单一发电或抽水工况为主,并未充分体现变速抽蓄工况转换的特性和优势。因此,文章建立了可在发电与抽水工况间转换的双馈变速抽水蓄能机组机电暂态模型。该模型不仅可以在稳态运行时实现有功无功解耦控制和最佳导叶开度及最优转速的跟踪,还可以平滑地实现发电工况和抽水工况下的转换过渡过程。基于Matlab/Simulink建立了双馈变速抽水蓄能机电暂态模型,以停机、发电、抽水等工况间转换等场景为例,仿真验证了所建模型的有效性和正确性。     

永磁同步发电机可控整流发电系统电机参数设计研究

永磁同步发电机宽转速恒压发电系统作为一种供电电源系统,以其高功率密度、高效率、高可靠性等优点得到了越来越广泛的应用。本文针对永磁同步电机可控整流发电系统电机参数设计展开研究,考虑永磁同步发电机运行电压、电流限制以及可控整流发电系统输出性能指标等约束条件,通过理论分析给出了满足系统设计需求的永磁同步发电机参数选取范围,揭示了系统各运行约束及运行性能指标与电机参数选取之间的内在联系,为实际系统中永磁同步发电机参数设计提供指导。     

变速恒频风力发电控制技术

阐述了变速恒频发电技术在风力发电中的优势,简要介绍了国内外几种主要的变速恒频风力发电控制技术,分析了无刷双馈电机、永磁同步发电机的发展及控制策略,最后对变速恒频发电系统的原理进行了总结,为进一步研究提供参考。     

可变速抽水蓄能机组稳态运行特性研究

可变速抽水蓄能机组由于在发电和抽水工况下,均可以实现大范围的功率调节,因此具有较好的应用前景。为了研究可变速抽水蓄能机组的稳态运行特性,本文从变速电机的旋转同步数学模型出发,深入分析定子侧功率与转子电流、转子电压之间的关系,并绘制出机组的稳态运行特性图。针对300MW机组的运行特性进行了实时数字仿真(Real Time Digital Simulation, RTDS),仿真结果验证了机组运行特性曲线的正确性,为今后大容量变速抽水蓄能机组的设计运行提供了经验。     

定子永磁式双转子电机多工况运行模式及控制策略研究

针对混合动力汽车的应用特点,提出了一种新型定子永磁式双转子电机。该电机具有无级变速功能,能实现混合动力汽车内部机械功率和电功率的组合分配,在不同路况下确保内燃机的高效运行。建立了该定子永磁式双转子电机的数学模型;研究制定了该定子永磁式双转子电机的控制策略;对该定子永磁式双转子电机在混合动力汽车应用中多种典型工况下的工作模式进行了仿真分析;研制了一台额定功率为2kW的定子永磁式双转子电机实验原理样机。仿真和实验结果表明:该定子永磁式双转子电机可以实现电启动、混合驱动和纯电动运行模式,验证了电机结构及其数学模型的正确性和控制策略的合理性,为该电机应用于混合动力汽车的进一步研究奠定了基础。     

混合励磁电机技术综述与发展展望

混合励磁电机不仅能继承永磁电机的诸多特点,而且电机气隙磁场平滑可调,电动运行时,具有起动转矩大、调速范围广的优点;发电运行时,具有较宽的电压调节能力或宽范围变速恒压输出能力,因此,具有广泛的工业应用前景.本文系统阐述了混合励磁电机的基本特点,并引入混合励磁及其混合励磁电机的基本定义,分析了混合励磁电机磁场调节的一般原理;对几种典型的混合励磁电机结构、原理以及混合励磁电机一般控制技术进行了分析,针对混合励磁电机设计、分析与控制技术的研究现状和存在的不足,探讨了混合励磁电机技术的发展趋势和研究方向.     

无刷双馈风力发电机的控制策略与实现

为了探讨变速恒频(VSCF)控制的无刷双馈发电机(BDFM)风电系统的有效控制策略,在分析BDFM的结构特点和工作原理基础上,给出VSCF发电模式的控制方法,构建了转子转速约束下的电机d-q坐标系数学模型,推导出变速恒频运行模式的功率控制策略.根据BDFM的数学模型及功率控制策略,设计了电机侧与网侧均包含可双向变换的变频器主电路拓朴,实现了风力发电机的四象限平滑运行和VSCF的功率控制策略,并对BDFM发电系统的VSCF运行模式进行了仿真试验.仿真结果验证了本控制策略能够实现变速恒频发电,电机空载启动到1 050 r/min的响应时间为0.2 s,能对有功功率和无功功率解耦控制.