基于最佳功率给定的永磁直驱同步风力发电系统控制策略研究

直驱型风力发电系统由于不需要增速箱,在风电场中得到广泛的发展和应用.该文研究了发电机和风机的特性分析,提出了基于最佳功率给定的最大风能控制策略,该方法通过对发电机进行闭环控制,使输出功率按照最优功率曲线进行输出,实现最大风能跟踪.并研究了永磁直驱风电系统的双PWM变流器控制策略;搭建了直驱型风电机组整体模型,该系统能够实现并风能最大功率跟踪及并网控制,仿真验证了控制系统的正确性.     

基于DITC开关磁阻风力发电系统MPPT2-SMC控制

针对开关磁阻发电机(SRG)转矩波动大及难以快速精确调速的缺点,提出了二阶滑模控制(2-SMC)与直接瞬时转矩控制(DITC)相结合的复合控制方案,设计二阶滑模控制器,基于Matlab/simulink搭建风力发电系统模型。仿真结果表明,所用控制方案不仅实现了最大功率跟踪,有效降低了发电机转矩脉动,同时减小了输出功率的波动。     

在线转矩分配函数控制开关磁阻电机策略分析

开关磁阻电机(SRM)因双凸极结构,其内部磁场非线性导致运行过程中会产生较大的噪声和转矩脉动。根据开关磁阻电机数学模型,以四相8/6极SRM作为研究对象,用Matlab/Simulink搭建基于在线TSF策略的转矩脉动控制系统模型。系统将实时转矩跟踪参考转矩,将不确定性因素进行整体逼近减小误差,实现在线TSF控制。仿真结果表明,所提系统建模方法能有效地抑制转矩脉动,并增加其稳定性,为实际电机控制系统的设计提供新的思路及参考依据。     

一种开关磁阻电机模糊PI的直接瞬时转矩控制

噪音是开关磁阻电机应用中的一大难题。针对开关磁阻电机运行过程中转矩脉动较大的问题,采用有限元计算方法所得到的电机模型,在MATLAB中进行开关磁阻电机模糊PI直接瞬时转矩控制的仿真实验。采用Ansoft电磁场仿真软件,搭建了三相4/6开关磁阻电机,并将得到的磁链数据导入MATLAB电机模型中。随后,利用该模型搭建模糊PI直接瞬时转矩控制的Simulink仿真实验平台。实验结果发现,系统在0.01 s时开始响应,转矩浮动在0.05~0.1 Nom之间。该结果表明,将有限元得到的电机模型应用到模糊PI直接瞬时转矩控制的仿真实验中时,可以提高系统响应,并有效抑制转矩脉动。     

兆瓦级直驱式永磁同步风力发电控制系统研究

永磁直驱风力发电系统与双馈交流励磁风力发电系统相比较,具有结构简单、发电效率及运行可靠性高等优点。采用＂不控整流＋升压斩波＋PWM逆变＂的变流技术,推导了发电机转速变化和DC/DC环节上功率开关器件占空比变化之间的关系,研究了利用占空比调节来进行最大功率点跟踪的新方法。该系统可实现最大风能跟踪控制以及变速恒频发电运行,并对系统进行了仿真和实验,实验结果证明了系统的可行性和正确性。     

基于MATLAB的开关磁阻电机非线性模型仿真研究

在分析开关磁阻电机(SRM)数学模型的基础上,利用MATLAB-SIMULINK环境下的基本模块,采用模块化设计思想,搭建了开关磁阻电机控制系统中功能独立的子模块,如电机本体模块、速度控制模块、电流控制模块、转角选择模块等,利用这些通用的子模块搭建SRM控制系统的仿真模型。仿真结果证明了该建模方法的合理性和有效性。     

4相8/6开关磁阻电机建模与仿真

由于开关磁阻电机的双凸极结构特点和开关性供电特点,使其难以简单地用传统电机的分析方法解析计算。在开关磁阻电机数学模型基础上,借助离线堵转实验得到的数据,分析得到了SRM的电感模型,并对该模型进行傅里叶分析,建立基于MATLAB/SIMULINK的开关磁阻电机非线性动态模型。仿真与实验结果证实模型的正确性、控制策略的有效性和系统运行可靠,为将来开关磁阻电机调速系统的优化改进提供了参照。     

800W开关磁阻电机能量回收

为解决电池续航里程小,能量利用率不高的问题,提出了在电动运行阶段提高回流时能量回收效率的方法。以800W开关磁阻电机为实例,建立开关磁阻电机数学模型,主要用角度位置控制方法,通过系统仿真得到800 W开关磁阻电机的重载和轻载情况下的回收效率最大的最优开通关断角。仿真结果说明能量回收效率在重载高速、低速时均提高了5%,轻载高速时提高了14.5%,轻载低速时提高了2%。证明了此方法的有效性,对提高能量利用率具有重要意义。     

开关磁阻电机故障诊断系统研究

本文以TMS320F2812为控制器,以四相8/6型开关磁阻电机(SRM)为控制对象,设计了一种性能优良的具有故障诊断功能的开关磁阻电机调速系统。本文介绍了开关磁阻电机调速系统的工作原理,包括功率变换器,电流检测,位置检测,速度检测等硬件电路,并重点分析了系统的故障运行情况。最后给出了实验波形,说明开关磁阻电机具有良好的容错性能。     

开关磁阻电机非线性电磁特性的磁链模型

开关磁阻电机调速系统具有直流和交流调速系统的优点,在航空航天、机械电子、家电等领域获得了广泛的应用。由于开关磁阻电机的磁路饱和、涡流、磁滞效应等产生的非线性,使其精确的数学模型非常复杂,且难以解析计算。本文采用理论推导和曲线拟合的方法,根据开关磁阻电机定子的相电感表达函数,计算得到其电磁特性和拟合曲线,并与实测的磁链数据对比研究,从而推导出开关磁阻电机运动电势和增量电感的解析表达式,为其在线控制系统的设计和研究提供了指导。     

电机控制用多输出开关电源设计

针对30kW开关磁阻电机控制系统的需要，本文设计了Flyback辅助开关稳压电源。此电源给系统控制板以及IGBT驱动电路供电，并保证电源电压稳定，纹波不大于3％，控制板电源与驱动电路电源以及IGBT驱动电路电源之间相互隔离。本文重点论述了开关电源的电路设计及高频变压器的设计，并给出实际纹波波形。本文设计的开关电源经现场检验．性能良好。本开关电源经改动后也适用与其他使用IGBT器件的电力电子装置。     

基于DSP的开关磁阻电机调速系统研究与设计

为对开关磁阻电机调速进行实时控制,设计了一款基于DSP的TMS320F2812数字信号处理器为控制核心,设计开发了开关磁阻电机调速系统。以模块化的思想设计了MCU控制系统、位置检测系统、不对称功率电路等模块。给出了软件设计的思想和方法,完成了嵌入式软件系统的开发。该调速系统结构简单、成本低廉、起动转矩大及调速范围宽等优点,具有很好的发展前景。     

现代双凸极电机技术及其风力发电系统综述

双凸极电机是一种新型的双边变磁阻电机。本文在简介该电机的结构特点、种类和用途的基础上,并通过分析介绍双馈异步风力发电机和永磁直驱风力发电机这两种传统风力发电系统的原理、系统构成和特点,提出了直驱式和非直驱双凸极风力发电机的系统构架,与前者相比系统结构显著简化、成本降低,且电机结构简单坚固、制造方便、工作可靠、易于维护,...     

Power Smoothing Using a Flywheel Driven by a Switched Reluctance Machine

A control system for power smoothing using a switched reluctance machine (SRM) driving a flywheel is presented in this paper. Power smoothing is achieved by controlling the SRM to operate as a motor/generator, storing or retrieving energy from a rotating flywheel. In order to increase the rotational energy stored in the flywheel, the SRM operates at high rotational speed, and the machine phase current is controlled using single-pulse mode. To control the SRM output power, a two-dimensional lookup table is used to store the switching angles. The control strategies proposed in this paper have been experimentally implemented in a 2.5-kW prototype based on an 8/6 SRM. Experimental results are presented and discussed.     

开关磁阻风电系统中并网逆变器的研究与实现

本文对开关磁阻风力发电系统结构、控制目标、逆变技术进行研究,提出一种基于空间矢量的SVPWM算法,并在MATLAB仿真平台上建立SVPWM逆变模型,仿真实验验证了算法的可行性和有效性,表明SVPWM逆变器能在有效减少谐波含量的基础上,得到频率和幅值都比较理想的输出电能。     

Power electronic converters for switched reluctance drives

A number of power electronic converter circuits exist for switched reluctance motor (SRM) drives which are generally applicable to most loads. A larger number of circuits exist which are suitable for particular niche applications, but which have the potential to be the most cost-effective within that niche. Due to the variable methods of operation of these circuits and the rapid progress in this field, comparisons of these circuits have so far been limited. This paper attempts to bring together the sum total of power converter topologies so far published for SRM drives. A novel classification methodology is presented. The power converters are compared using a straightforward total semiconductor VA per phase sum, and the relative cost of the drive system elements is considered     

风光互补系统的最大功率研究

为了获得风光互补系统最大功率的目的,在此采用了极值搜索的基本方法。依据风机和光伏阵列具有相同的功率曲线,采用双乘法,根据导数的结果判断是否达到最大值。该算法基于扰动的基础上运用到最大功率跟踪系统。基于极值搜索法的最大功率跟踪控制的稳定性分析是为风光互补系统提供一个直流控制的转换器。运用Matlab进行仿真结果分析,获得了功率曲线图,证明采用极值搜索法,根据电压电流曲线图可以达到功率最大值。风光互补系统的最大功率跟踪控制的特点是稳态行为在最大功率点附近稳定地振荡。     

开关磁阻电机功率变换器杂散参数抑制及散热设计

功率变换器是开关磁阻电机调速系统(以下简称SRD)中保证电机可靠稳定运行的关键部件。在大功率功率变换器设计过程中,对电路的杂散参数以及功率器件的散热等问题的处理是功率变换器结构设计的关键。针对电路中的杂散参数,本文在设计功率变换器过程中构建了60KW开关磁阻电机功率变换器逆变回路杂散电感等效分布模型,分析了杂散电感在器件关断过程中的影响。在此基础上,引入低感叠层母线技术,从结构设计与工程运用角度出发对该母线进行分析,理论计算与仿真结果均表明设计方案比传统设计方案更有效地抑制了主回路杂散电感值。针对功率器件的散热问题,提出一种针对SRM负载的功率电路热损耗估算方法。通过损耗计算得出功率变换器主电路中损耗的来源和器件温升变化,对功率变换器的进一步设计改进有重要意义。