无刷双馈电动机功率因数特性控制技术研究

目前,国内对无刷双馈电动机功率因数的研究成果中定性分析多,实验数据少,而功率因数低是一直制约其工业化的关键问题。本文以无刷双馈电动机数学模型为基础,根据磁场定向矢量控制原理,建立控制绕组电流与功率绕组有功分量与无功分量的关系,进而推导出功率因数与控制绕组电流和电机参数之间的关系式并对无刷双馈电动机功率因数控制技术进行理论分析,同时研制了30kW实验样机进行实验研究。理论分析和实验表明,所提出的无刷双馈电动机功率因数控制技术是可行的,由此可提高系统运行效率和稳定性。     

双馈电动机功率因数控制的研究

分析双馈电动机的等效电路和电压电流平衡方程,理论推导双馈电动机的功率表达式,得出双馈电动机功率因数主要受定子电压和转子电流两方面的限制。采用双变量控制原理,实现交‐交变频器自然无环流工作,并搭建以STM32F103ZE为控制芯片的六脉波双变量交‐交变频双馈调速系统。通过实验研究在转子电压不变的情况下,定子电压对双馈电动机功率因数的影响,分析得出增大定子电压的幅值,定子电流先减小后增大,定子侧功率因数先增大后减小,且定子电流最小点为功率因数最高点的结果。可以通过控制定子电压实现对双馈电机功率因数控制的结论。     

谈双馈电动机的理论价值

谈双馈电动机的理论价值华东交通大学（南昌市,３３００１３）杨铮１．概述双馈电动机变频调速系统是一种新型调速方法,它具有变频器功率小、功率因数高、动态性能好、调速范围广等优点,双馈电动机也引起了人们的注意。双馈电动机就是定转子两边同时馈电的电动机。直流...     

双馈电动机节能控制技术研究

本文对双馈电动机恒视在功率控制技术进行了理论分析,并根据矢量控制原理建立了恒视在功率控制的数学模型,进行了仿真研究.理论分析和仿真结果表明,所建立的双馈电动机恒视在功率模型和控制策略是可行的,不仅能充分利用电动机的储备容量,而且能够提高系统的运行效率,节约电能.     

不同转子结构无刷双馈电动机转子耦合能力与运行性能的对比分析与实验研究

无刷双馈电机在节能调速系统具有广阔的应用前景。在分析无刷双馈电机转子结构和发展历程,并对比优缺点的基础上,提出了充分发挥磁场调制能力的新型混合转子结构。采用能量摄动法对混合转子无刷双馈电机的电感参数进行计算,利用有限元分析软件进行电动机特性仿真,提出并研制了新型混合转子和磁障转子共用同一定子的两台无刷双馈电动机实验样机,并进行了对比实验研究。结果表明:与磁障转子相比,混合转子的磁场能力获得了进一步提高,运行性能进一步改善。研究结论为新型混合转子无刷双馈电动机的推广应用提供了理论和实验基础。     

一种新的双馈电机起动控制技术

针对双馈电机起动控制技术的特殊性,提出了一种新的双馈电机起动控制方法。该方法利用检测电路监测双馈电机起动过程中的转子电压,通过对变频器瞬态输出特性的控制来实现从异步模式到双馈模式的平稳过渡。在此基础上,搭建了基于PLC与通用变频器的控制平台,进行了相关的实验研究。理论分析和实验结果表明,所提出的控制方法是可行的,适用于双馈电机起动与控制,具有较大的实用价值。     

无刷双馈电动机的无编码器控制

无刷双馈电机继承了常规双馈电机的优点,如逆变器容量小,整个系统的效率高、成本低等,又省去了滑环电刷,从而提高了可靠性。从绕线转子无刷双馈电机的基本原理出发,推导了其转矩公式,画出矢量图。通过对矢量图和转矩公式的分析,提出一种无编码器的无刷双馈电动机调速控制算法。该算法可以平滑穿越同步转速点,实现控制绕组的零频率控制。对该算法的稳定性问题进行分析,并进行了大量的仿真和实验研究。仿真和实验结果验证了所提出的无刷双馈电动机无编码器控制方法的有效性。     

双馈电动机矢量控制系统性能分析

为了能使双馈电机转子相电流接近于对称,具有较强抗负载冲击性,根据矢量控制理论和自动控制原理,建立了转子磁链定向的双馈电动机电流模型矢量控制系统,使用一种新的电流控制器,以改善电机转子电流波形,并可单独控制电机的转速和无功功率,使其工作在超同步、亚同步、转子电流量最小和全补偿的工作方式。计算了在M—T坐标轴系上双馈电动机定转子无功功率,推导出了定转子无功功率之间的关系。     

新型转子电流混合控制的变速恒频异步风力发电系统

在分析变速恒频风力发电系统转子变流器组成特点的基础上,提出并实现了一种基于TMS320LF2407A和TMS320VC33双数字信号处理器芯片的新型转子电流混合控制的变速恒频异步风力发电系统,同时对该系统的运行控制、并网控制技术进行了实验研究.该新型转子电流混合控制结构能显著降低转子变流器的硬件成本和控制技术的复杂性,在全速范围内实现输出有功和无功功率的独立调节.实验结果表明,该新型转子电流混合控制结构可以满足变速恒频风力发电机系统的运行要求,同时实现了发电机的输出功率因数可控.     

双馈调速电动机单片机控制系统的设计

介绍了一个单片计算机控制的双馈电动机无级调速系统的设计，包括系统的硬件和软件设计，重点介绍了实现无级调速的频率调节，转子电压的调节以及电机功率因数闭环控制的ＰＩ算法。     

双馈风力发电系统中有功无功解耦控制技术的仿真研究

介绍了变速恒频风力发电的基本原理,给出了双馈型变速恒频风力发电机在两相同步旋转坐标系下的数学模型.利用定子磁链定向的矢量控制方法将同步坐标系下的双馈电机数学模型简化后得到矢量控制系统的模型;矢量控制模型与双馈电机模型一起构成闭环控制系统.利用Matlab软件建立了系统的仿真模型并给出了仿真结果,验证了定子磁链定向矢量控制策略的正确性,保证了有功功率、无功功率独立解耦控制的目的.     

风力发电用双PWM变频器仿真研究

本文针对无刷双馈风力发电机,采用了一种新的三相电压源型双PWM变频器控制方案,网侧采用d-q模型的空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM),较好地实现了电压的跟踪和单位功率控制,转子侧采用电流滞环控制。仿真表明,该双PWM变频器网侧能够获得单位功率因数的正弦输入电流,稳定的直流输出电压,转子侧电流具有快速的动态响应;变频器能够实现能量的双向流动,仿真验证了控制策略的正确性和有效性。     

含双馈风电机组的系统阻尼优化研究

提出了一种在双馈异步风电机组中附加电力系统稳定器（PSS）以提高系统阻尼的控制策略.结合矢量控制,详细分析了双馈风电机组的阻尼控制原理,并设计了PSS模型,同时给出了相关参数的整定方法.在IEEE四机两区域系统中进行了时域仿真,验证了PSS在双馈风电机组上应用的有效性和可行性.     

双馈风力发电系统转子侧PWM变换器及其对双馈感应发电机的运行控制

首先建立了双馈感应发电机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)在同步旋转坐标系下矢量形式的数学模型,并以此对DFIG的运行性能、功率之间的关系及控制目标进行分析,在此基础上设计出以定子电压定向的转子侧PWM变换器控制策略,最后建立了基于英飞凌XC2785单片机的双馈风力发电系统试验平台,使双馈风力发电系统能在次同步、同步和超同步三种状态下运行,并实现定子侧变速恒频和功率因数可调。试验结果验证了该方案的可行性和正确性。     

双馈异步风力发电机的有功功率特性及转子励磁变频器的参数分析

在论述变速恒频双馈风力发电机运行原理的基础上,通过等效电路与电压平衡方程式,详细研究了发电机的有功功率特性,指出发电机转子有功功率的性质与临界转差率的关系;探讨了转子变频器参数与电机参数的匹配问题。最后给出了双馈异步风力发电机的仿真曲线与运行特性曲线。     

双馈风力发电系统终端滑模控制研究

针对双馈风力发电系统最大风能跟踪与功率解耦问题,采用非线性逆系统方法实现反馈线性化和解耦.考虑建模误差和系统参数变化等影响,利用核岭回归支持向量机(SVM)方法来辨识逆系统,并在线调整自适应参数,对解耦后的双馈发电机系统设计终端滑模控制器.分析结果表明,系统状态实现了有限时间收敛,具有较好的动态特性,且有功功率和无功功率实现了解耦控制.仿真结果验证了该方法对双馈风力发电系统控制的可行性和有效性.     

相同风速功率下两种风电机组响应电网短路故障的对比分析

介绍了双馈和直驱风力发电机组的结构区别。从二者数学模型入手,其交直交变频器采用相同的控制策略,机侧变频器采用解耦控制,网侧变频器采用恒功率因数控制。在EMTPWorks中分别搭建了具有相同风速功率曲线的直驱和双馈风电机组的仿真模型。并在相同条件分析了电网发生三相、单相短路故障时的二者的暂态特性差别,得出了PMSG在故障期间的无功变化幅值要比DFIG要大,但机端母线电压跌落、机组有功功率输出、变频器直流电容电压变化幅度以及频率波动均比DFIG要小,对风电机组的选型具有十分重要的意义。     

双馈电机的交/直/交控制

采用交／商／交（AC／DC／AC）变换器对绕线型感应电机电动状态上的双馈控制进行研究。直流储能环节使AC／DC和DC／AC模块可分别独立控制。AC／DC采用三相PWM高频整流矢量控制，实现高功率凼数下转差能量双向流动，效率高、减少对电网污染。DC／AC采用定子磁链定向矢量控制，定了有功和无功分量实现解耦；双闭环控制以转速和定了无功控制为外环，以转子电流滞环跟踪控制为内环。实验证明：电机在次同步至超同步速的较大范围内平滑调速，定了侧功率因数可调，可为1甚至向电网发卅无功。整体结构简单，硬件结构不变而只改变软件即可改变控制策略。     

基于变速恒频双馈机组风电场功率控制的研究*

文章以变速恒频风电机组为研究对象,依据国家标准(GB/T 19963-2011),在分析双馈风电机组结构基础上,建立了双馈风力发电机组的数学模型和控制模型。为了使风电场获得最优效益,针对有功功率控制,提出了转矩和桨距角联合调控策略,并对转矩和桨距角联合调控能力进行仿真对比;针对无功功率控制,给出了单位功率因数调控最优策略。仿真与实验表明,该策略达到良好的控制效果。