【摘要】：永磁同步發(fā)電機(PMSG)矢量控制系統(tǒng)需時刻檢測電機轉(zhuǎn)子位置信息,在機側(cè)變流器控制中,風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)子位置及轉(zhuǎn)子速度信息通過傳感器獲得。如何避免采用這類傳感器實現(xiàn)對PMSG的高性能控制,國內(nèi)外學(xué)者對PMSG無傳感器控制技術(shù)展開研究。本文將對永磁風(fēng)力發(fā)電機無位置傳感器的控制理論及控制策略進行深入研究。首先,介紹永磁風(fēng)力發(fā)電機無傳感器技術(shù)的研究現(xiàn)狀,綜述國內(nèi)外無傳感器控制,尤其在轉(zhuǎn)子位置檢測技術(shù)分類方面。著重分析現(xiàn)階段轉(zhuǎn)子位置檢測技術(shù)的重點以及難點問題,在諸多難點問題中重點介紹初始位置檢測以及多風(fēng)速域的轉(zhuǎn)子位置高精度估計。研究了基于滑模觀測器(SMO)結(jié)合同步參考系鎖相環(huán)(SRF-PLL)的永磁風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)子位置估計方法。介紹SMO的變結(jié)構(gòu)控制原理;切換面的選取和控制函數(shù)的設(shè)計;分析了SMO應(yīng)用在轉(zhuǎn)子位置估計中產(chǎn)生誤差的原因。介紹SRF-PLL的工作原理,分析其在位置估計中產(chǎn)生誤差的原因。搭建了SMO結(jié)合SRF-PLL的無傳感器控制仿真模型,利用仿真驗證了該方法在轉(zhuǎn)子位置估計中的優(yōu)缺點。其次,針對SMO結(jié)合SRF-PLL的轉(zhuǎn)子位置估計方法在風(fēng)速突變時轉(zhuǎn)子位置估計精度較低等問題。提出基于有限位置集鎖相環(huán)(FPS-PLL)的永磁風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)子位置估計方法,設(shè)計迭代函數(shù)消除了SRF-PLL的PI整定過程;設(shè)計代價函數(shù)輔助觀測器對反電動勢諧波進行濾除;大大降低了在風(fēng)速突變時轉(zhuǎn)子位置估計誤差,并有效提高了整個無傳感器控制系統(tǒng)的估計精度。仿真和實驗結(jié)果表明該方法在風(fēng)速突變時能夠快速跟蹤轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速信息,轉(zhuǎn)速跟蹤整定時間減少63%,位置誤差在0.03rad以下,具有良好的動靜態(tài)性能及更高的估計精度。最后,針對基于SMO的轉(zhuǎn)子位置估計方法存在的零速、低速運行時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速跟蹤誤差較大的問題,研究了基于脈振高頻電壓信號注入法的永磁風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速跟蹤方法。搭建了旋轉(zhuǎn)高頻電壓注入法和脈振高頻注入法系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并做了詳細數(shù)學(xué)推導(dǎo)。提出一種全速范圍復(fù)合觀測器,將旋轉(zhuǎn)高頻電壓注入法與SMO和FSP-PLL方法結(jié)合在一起。引入一種權(quán)重均值法實現(xiàn)兩種方法的平滑處理,最后通過仿真驗證該方法的有效性。實現(xiàn)了永磁風(fēng)力電機全速范圍運行時轉(zhuǎn)子位置的高精度估計。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM315
【圖文】：

圖 3.1 永磁體磁場定向矢量圖g. 3.1 Permanent magnet field orientation ve的滑模觀測器可得估計反電動勢，通，將其離散化，反電動勢計算為： k 1ki i+

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本文編號：2742688