磁悬浮轴承热泵压缩机设计与应用研究

磁悬浮轴承具有无摩擦、无磨损以及无需润滑等诸多优点,在鼓风机、压缩机和暖通领域有广阔的应用前景。针对65 kW、30 000 r/min热泵压缩机,基于最大承载力要求和电机转子轴径限制,设计了一款5自由度(5-DOF)主动磁悬浮轴承。针对压缩机成柜后出现的模态共振问题,通过增加安装机座支撑强度的方法抑制和消除了共振模态。该磁悬浮轴承成功应用于实际热泵压缩机,在全工况运行范围,磁悬浮轴承系统的灵敏度函数小于12 dB,转子振动峰-峰值最大值不超过80μm,工作转速范围轴振峰-峰值小于20μm,满足ISO 14839规定的长期稳定运行要求。     

定子磁场定向异步电机弱磁运行特性研究

虽然很多学者提出了各种定子磁场定向异步电机弱磁最大转矩控制策略,但是弱磁区域运行时电机特性的定量分析却很少有文献涉及.针对该问题,对弱磁区域运行的定子磁场定向控制异步电机特性进行了详细的定量分析.基于异步电机Г型等效电路,推导出弱磁运行区域一电机阻抗角的极小值和相应同步角频率,以及进入弱磁区域二的同步角频率及电机运行特征值.弱磁区域转折频率和最大转差值的仿真结果与理论值相比,误差不超过3％.搭建了试验平台,实现了弱磁运行区域的最大转矩输出.试验结果表明,电机内部变量的变化规律与理论分析一致,转折频率与理论值误差不超过5％,电压和电流幅值与理论极限值的误差不超过6％.     

直驱式风力发电机无位置传感器矢量控制

为满足低压大功率输出的要求,直驱式风力发电系统采用双三相永磁同步发电机和变流器并联技术相结合的拓扑结构.针对位置传感器故障率高、易受干扰等问题,在风力发电机功率控制的基础上提出一种双三相永磁同步发电机无位置传感器矢量控制算法.根据矢量空间解耦原理建立双三相永磁同步发电机的数学模型.利用模型参考自适应系统估计发电机转速,依据波波夫超稳定理论推导出自适应律,分析发电机参数变化对速度估计的影响.通过对电机定子直流励磁获得转子初始位置.仿真和实验结果表明该算法能实现风力发电机可靠起动,有很好的速度跟踪性能和稳态精确度,使发电机能在额定风速下最大限度获取风能,并能稳定运行于恒速和恒功率区域,且对发电机参数变化不敏感,算法计算量小.     

风力发电机组最大功率跟踪控制策略研究

本文详细分析了风力机功率特性,并对此进行了仿真研究。在此基础上分析比较了最优叶尖速比法和爬山法两种风力发电机组最大功率跟踪(Maximum Power Point Track, MPPT)控制方法。仿真和实验结果表明,最优叶尖速比方法的跟踪速度最快,稳态效果最好,但是由于需要测量风速和风力机最优叶尖速比参数而限制了实际应用,而爬山法不需要知道风速,也不需要风力机的功率曲线,是一种实用的控制算法,但需要折中考虑跟踪速度和稳态性能.。     

异步电机参数离线辨识改进算法

为实现变频调速系统的自运行(self-commissioning),提出了一种异步电机参数离线辨识的改进算法,该算法能直接辨识出与无速度传感器定子磁场定向矢量控制相关的大部分电机参数。利用直流实验辨识定子电阻,并通过分析逆变器的开关状态,得到直流实验的等效控制电路。采用单相交流堵转实验辨识定子总漏感和转子电阻,并通过分析异步电机相量图得到单相交流堵转实验稳定运行的工作条件。恒压频比空载实验辨识定子自感,对电机定子频率进行补偿以消除可能出现的定子电流振荡。利用直流侧电压和PWM占空比来重构定子电压,并根据电机电流极性补偿逆变器死区引起的电压误差。最后,在两台不同功率等级的异步电机上进行了参数辨识和无速度传感器定子磁场定向控制的实验研究。实验结果表明,参数辨识结果对直流侧电压不敏感,辨识得到的电机参数能满足无速度传感器矢量控制系统对电机参数准确性的要求。