双馈型变速恒频风力发电机矢量控制模型的研究

从当前风力发电系统中使用恒速恒频存在的问题出发，提出了把双馈型变速恒频发电机应用于风力发电中，并且使用定子磁场定向的矢量控制方法研究双馈型风力发电机，建立了变速恒频风力发电系统的矢量控制数学模型，分析了风力发电机运行时的动态性能。结果表明风力发电机系统实行矢量控制后，发电机和原动机之间可以完全解耦，发电机定子电压的频率、相位与风速的大小无关，从而减少了对电网的冲击。     

无速度传感器转子电流定向双馈电机的矢量控制调速系统

本文提出了一种转子电流定向的双馈电机矢量调速系统，采用转子电流进行速度辩识，克服了传统方法中用磁链辩识速度在同步附近存在死区的问题，文中介绍了该系统的基本原理及组成，并在最后给出了系统仿真和实验的结果。     

双馈风力发电机系统功率解耦控制策略的研究

主要介绍变速恒频风力发电系统的工作原理,在分析双馈感应电机的动态数学模型以及定子磁链定向矢量控制的基础上,介绍了一种有效的有功、无功功率解耦控制方法。Matlab仿真结果表明：该方案能够很好地实现双馈电机的有功、无功功率的解耦控制。     

1.5MW双馈异步风力发电机及其型式试验

本文主要论谜了1.5MW双馈风力发电机的能量流动方式及工作原理,同时结合双馈风力发电机工作原理对其主要型式试验项目的试验方法和试验结果予以了介绍。     

双馈风力发电机的无速度传感器控制

变速恒频风电系统中,速度传感器的使用降低了双馈发电系统的可靠性.提出一种基于自适应降阶观测器的速度辨识方案.采用李亚普诺夫稳定性理论,经过严格推导得出了速度辨识自适应律,对双馈电机转速进行在线辨识;利用极点配置得到观测器的增益.以自适应降阶观测器和矢量控制方案设计了无速度传感器双馈风力发电机矢量控制系统.仿真结果表明自适应降阶观测器具有良好的动、静态性能;能够准确获取双馈电机转速与角度信息,响应速度快.     

并网双馈发电机电网电压定向励磁控制的研究

在分析并网双馈发电机传统矢量控制策略的基础上，提出了一种基于电网电压定向的励磁控制策略。该控制策略仅需要定子侧电流、电网电压和转子位置角信号，避免了矢量控制系统中对定、转子量测量精度、实时性和一致性的严格要求，使控制系统得到了简化。利用该文提出的控制策略对双馈发电机有功、无功和转速稳态调节特性及机端三相对地突然短路的过渡过程进行了仿真研究，结果表明该控制策略能实现双馈发电机有功、无功和转速的解耦控制及短路故障切除后其有功、无功和转速都能回到原来的设定值稳定运行。     

双馈风力发电机空载并网控制策略研究

采用传统的PI控制、模糊控制以及积分型变结构控制(IVSC)分别与矢量控制相结合,对双馈风力发电机空载并网控制,即并网前的空载运行、并网时的过渡过程做了仿真实验.在IVSC与矢量控制相结合的控制策略中,将饱和函数加入到切换控制,使系统在边界层内产生准滑模运动,有效地抑制了转子电流的抖振.通过比较,积分型变结构控制(IVSC)分别与矢量控制相结合的控制策略能使系统在全局范围动态性能最佳.     

双馈风力发电机空载并网控制策略研究

采用传统的PI控制、模糊控制以及积分型变结构控制（IVSC）分别与矢量控制相结合,对双馈风力发电机空载并网控制,即并网前的空载运行、并网时的过渡过程做了仿真实验。在IVSC与矢量控制相结合的控制策略中,将饱和函数加入到切换控制,使系统在边界层内产生准滑模运动,有效地抑制了转子电流的抖振。通过比较,积分型变结构控制（IVSC）分别与矢量控制相结合的控制策略能使系统在全局范围动态性能最佳。     

基于转子瞬时功率谱的双馈风力发电机定子绕组故障诊断

提出一种基于转子瞬时功率谱分析的双馈风力发电机定子绕组故障的在线监测与诊断新方法。理论分析表明,与常见的电流或电压谱诊断方法相比,转子瞬时功率谱法既具有无需外加传感器与硬件设备的优点,又由于其特征频率不受转差的影响,当转差存在一定的跟踪或计算误差时,特征频率不会改变,具有很强的抗干扰能力。在PSCAD软件中建立了双馈风力发电机并网模型,对正常及故障状态进行仿真分析,得出转子瞬时功率谱法在双馈风力发电机定子绕组故障诊断中更具敏感性的结论。在动模实验室建立了定子绕组故障诊断的实验平台,进一步证明了转子瞬时功率谱法在双馈风力发电机定子绕组故障诊断中的可行性。     

无刷双馈风力发电机的H∞控制

研究了无刷双馈风力发电机的H∞控制,利用基于等效旋转控制绕组的矢量控制模型,应用直接反馈线性化,建立了无刷双馈风力发电机的鲁棒控制模型,采用H∞控制理论得出控制律,算法简明实用。仿真表明,H∞控制可以保证在风速变化、系统参数不确定的情况下,无刷双馈风力发电机仍能安全可靠地获取最大风能,向电网输送恒频恒压的电能。     

基于无源性的双馈感应发电系统自适应控制方法研究

根据交流励磁变速恒频(VSCF)发电系统的运行原理，从能量平衡关系出发，利用非线性控制理论，提出了新型的双馈感应发电机自适应控制方法。基于双馈感应电机Euler-Lagrange系统模型，设计本质上是非线性反馈的无源性控制(PBC)策略，实现负载转矩时变未知情形下磁链、转速的渐近跟踪控制。针对实际运行时发电机参数具有不确定性的问题，将PBC方法与自适应控制相结合，不仅可实现电机参数摄动时期望电流轨迹的准确跟踪，并可有效抑制由电阻、电感变化引起的跟踪误差。该方法从能量角度分析双馈感应发电系统，确定不必抵消的“无功力”，设计全局定义的控制律，具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好的特点。基于dSPACE的实验结果证明了该控制策略的有效性。     

感应电机转子绕组故障仿真与实验研究

从仿真计算与实验两方面对感应电机转子绕组故障进行研究。首先分析断条数量对电机的影响：讨论了转子断条故障后转子备导条电流以及备段端环电流分布及变化情况，转子断条数量与定子电流中转子绕组故障特征量的关系。转子断条位置对电机影响很大，过去没有引起人们的重视，该文对此进行深入研究，分析电机转子断条位置与故障特征量之间的关系，转子断条位置与转子导条电流、转子端环电流之间的关系，并总结出其规律，指出哪些位置导条进一步断裂的可能性较大。该文还揭示了过去人们试图把故障特征量的大小作为电机转子断条根数多少的判据的局限性，提出了把断条引起电机的不对称性作为电机转子绕组故障程度判据的新的理论。     

绕组理论中p1和p2均非3倍数时最小对称组槽数的研究

该文提出一个定理,并给出详细论证。定理的内容是:在交流电机绕组变极理论中,最小对称组槽数等于1的充分必要条件是p1和p2均非3倍数。     

一种转子绕组采用变极法设计的新型无刷双馈电机

无刷双馈变频调速电机的转子结构，目前研究的有磁阻和特殊笼型两种类型。其中特殊笼型转子被认为最有可能应用于大容量电机。但是，这种特殊笼型转子绕组是依据“共轭”原理设计的，导体利用率低，谐波含量大，因而性能还达不到实用要求。为解决这个问题，提出了一种不同于上述两种转子结构的新型转子绕组，即根据“变极法”设计的绕线型转子绕组。这种新型绕组利用其中两种不同极对数p和q对应感应电势在理论上可以有不同电回路的特点，对转子导体进行“重复利用”，从而具有较高的利用率和低的谐波含量。采用这种绕组的双馈电动机可以如同常规电机那样运行，只是在需要时才进入变频调速态工作，变频器可采用普通变频器。文中列出了这种新型绕组几种可能的连接方式，并对其工作原理进行了说明，最后，给出了应用这种绕组双馈电机空载下的调速实验结果。     

异步电机的矩阵分析

根据电机的统一理论，运用矩阵分析的方法，分析研究了一般异步电机、双鼠笼异步电机的稳态特性，包括阻抗矩阵、电流、转矩和等效电路等。     

新型定子双绕组自激异步发电机的电压调节

为了解决普通异步发电机电压随转速或负载阻抗变化的问题，该文提出了一种新型定子双绕组自激异步发电机，其定子上布置有两套三相绕组，一套为功率绕组，直接给三相整流桥负载供电；另一套为控制绕组，接三相脉宽调制电压型逆变器励磁控制回路，通过调节逆变器输出的无功电流达到调节电压的目的。仿真和实验表明，该文提出的新型发电机是一种电压调节的有效手段。     

利用串级联接调速原理的变极起动绕线转子感应电动机

提出了一种起动时利用转子串级联接调速原理的新型变极起动无刷绕线转子感应电动机。这种新型电机依靠定子绕组切换不同的极数来进行起动和正常运行两种工作状态的转换。与常规变极起动电动机不同的是，新型电机按极数q1起动，但其同步转速对应极数为q1 q2，运行极数为p，因此只要选取p=q1 q2，起动时可以直接起动至额定工作转速，从而避免了起动完毕转换至额定工作状态时可能产生的冲击电流。又因为转子上无滑环电刷，从此新型电机可以做到运行性能好于普通绕线转子电机。文中分析了新型电机的工作原理，并进一步提出了其单绕组实用方案构成思路，给出了6极起动，8极运行的一种单绕组方案，试验测定了其在起动极和正常运行极下的转矩-转速曲线。     

基于瞬时功率信号频谱分析的鼠笼式异步电动机转子故障在线诊断方法

该文介绍了一种基于瞬时功率频谱分析的鼠笼式异步电动机转子故障监测与诊断方法。采集定子某两个端子之间的线电压和对应的线电流，由二者的乘积即可构成瞬时功率信号。理论分析表明，与常见的基于定子线电流频谱分析方法相比，使用瞬时功率信号能避免基波电流对故障特征成分的影响，更好地突出故障特征，分离复合故障。这些都有益于对故障程度的量化，和诊断规则的建立。通过对样机进行断条和偏心故障设置，多种故障情况下的实验结果也证实了上述结论。     

基于多回路数学模型的异步电动机内部故障瞬变过程

基于多回路理论,建立了YN接、Y接、D接笼型异步电动机在正常、内部故障(定子绕组匝间短路与转子断条)情况下的多回路数学模型。应用多回路数学模型对电机内部故障瞬变过程进行数字仿真和实验,以此研究电机定子电流及其负序分量、相位对称关系、边频分量的瞬变规律。分析仿真与实验结果表明：由于实际电机本身固有的不对称性,即使其正常运行,也必将在一定程度上体现内部故障特征;某些形式的定子绕组匝间短路故障可能抵消这种不对称性,并削弱(而非强化)定子绕组匝间短路故障特征;实际电机定子电流往往包含包括转子断条故障特征分量在内的多个边频分量,其中某些边频分量可能来源于电机气隙偏心、转子不对中或其他因素。在工程实际中进行电机内部故障检测时,必须密切关注上述规律,以保证故障检测灵敏度与可靠性。