【摘要】：針對分布式發(fā)電系統(tǒng),采用繞組開放式拓撲可以簡化電路結構,降低系統(tǒng)成本。通過比較不同永磁性電機的磁路特點與數(shù)學模型,選擇磁通切換電機應用于繞組開放式發(fā)電系統(tǒng)中。該文還研究由于系統(tǒng)結構與控制方式而引起的輸出電壓存在固有脈動的產生及其抑制問題,基于系統(tǒng)開關平均模型搭建系統(tǒng)的閉環(huán)小信號模型并計算得到系統(tǒng)的輸出阻抗。基于Middlebrook判據(jù)分析源端和負載段的阻抗匹配問題,研究不同系統(tǒng)參數(shù)下脈動抑制能力,提出一種快速的系統(tǒng)參數(shù)設計方法。最后在一臺基于永磁磁通切換電機的繞組開放式發(fā)電系統(tǒng)樣機上進行實驗,驗證提出方法的正確性與有效性。
【圖文】：

第21期王子禹等：基于磁通切換電機的繞組開放式發(fā)電系統(tǒng)的建模與參數(shù)設計6201ubtIPS+WMP負載六路PWM信號dq/abcibuspiqrefPIudcudcrefiqref=0iaibicvBvCvAiaibicuNsapsbpscpsansbnscnn圖6繞組開路式多輸入源發(fā)電系統(tǒng)Fig.6Multi-inputsourceopenwindinggeneratorsystemt/siA/0.140.160.180.20iLiaibic202圖7負載側電流與三相電流Fig.7Loadcurrentandthreephasecurrent于負載的輸入阻抗。不控整流側相當于非線性負載，，會使輸出電流與電壓存在脈動，當系統(tǒng)在該頻率處輸入輸出特性相匹配時即等效環(huán)路增益較低時，瞬時輸出電壓的脈動量被環(huán)路大大衰減，遠小于其直流量與低頻小信號分量(此處低頻小信號分量指的是頻率遠低于脈動頻率的小信號擾動)之和。因此可近似認為該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)下非交流分量在一個周期內平均值與瞬時值相等。這樣，可利用開關平均法來進行建模，既可消除脈動頻率的影響，又保留了直流量與低頻小信號分量信息。3多輸入源繞組開放式發(fā)電系統(tǒng)建模3.1繞組開路發(fā)電系統(tǒng)等效數(shù)學模型3.1.1逆變側建模分析中忽略開關過程，將開關器件和反并二極管組合視為理想開關，則三相電壓型逆變器的開關網(wǎng)絡可等效成3個單刀雙擲開關的并聯(lián)。令三相逆變器輸入側電壓Ubt。sip、sin分別表示上、下半橋中連接a、b、c相開關器件的狀態(tài)，任一瞬間每項只有一個開關導通，因此每相上下開關滿足如下約束條件：1{,,}ipinss，iabc(2)1{,,}iipinsss,iabc(3)結合系統(tǒng)狀態(tài)可得關系式：iipbtpipiusuisi(4)式中ui、ii為對應相的電壓和電流。在遠低于開關

IDdUbt+-(b)d軸開關平均模型LrVqIqqLIDdUbt+-(c)q軸開關平均模型圖8dq坐標下的開關平均模型Fig.8Averagedswitchingmodelofdqcoordinate逆變側建模完成后，需要對dq坐標系下不控整流輸入側即Vd、Vq進行建模分析。3.1.2不控整流側電壓關系建模在繞組開放式發(fā)電系統(tǒng)中，穩(wěn)態(tài)情況下由于電壓環(huán)的控制作用，可將負載端電壓視為一等效電壓源如圖8所示。不控整流輸入側三項電壓可以視為電壓控制型電壓源，根據(jù)不控整流輸入側三相電壓波形va、vb、vc可推導出圖9基于負載電壓的開關函數(shù)sa、sb、sc滿足如下關系，其中vdc為負載側端電壓：aadcbbdcccdcvsvvsvvsv(12)Ssasbsc0/32/34/35/327/38/312/31/301/32/31圖9整流輸入側相電壓開關函數(shù)Fig.9Switchingfunctionofrectifierinputsides’phasevoltage將每相開關函數(shù)視為兩個周期奇函數(shù)的疊加，從而進行傅里葉分解可得式(13)：a0bc2sin(61)sin(65)()[]6165(/3)(/3)kkksfkksfsf(13)經過轉換矩陣可得旋轉dq坐標下開關函數(shù)sd、sq，從而求得Vd、Vq：006sin6sin(66)[]61656cos6cos(66)[]6165dkqkkkskkkkskk(14)dcdcddqqvsvvsv(15)3.1.3不控整流側電流關系建模與電壓關系建模類似的，由圖7的直流側輸出電流與三相電流的關系，令Ia=Imsin(Im為相電流峰值)，可得如圖10所示三相電流開關函數(shù)sa、sb、sc。S0/32/34/35/32bsascs101圖10整流?

【相似文獻】

相關期刊論文 前2條

1 鞠平;;主持人語[J];電力科學與技術學報;2012年02期

2 鞠平;張建勇;;電力系統(tǒng)建模基本理論研究綜述[J];電力科學與技術學報;2011年01期

本文編號：2561865