近年來,風力發(fā)電作為一種主要的可再生能源發(fā)電技術受到廣泛關注并在各國取得了很大發(fā)展。風力發(fā)電機是風能轉換系統(tǒng)的重要組成部分,在不同種類的風力發(fā)電機中,雙饋發(fā)電機(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)由于具有變流器成本低、變速恒頻運行、有功功率和無功功率可以獨立調節(jié)等特性,成為目前風電場采用的主要機型之一。但是雙饋電機的電刷和滑環(huán)結構維護困難且需要經常更換,對其在風力發(fā)電尤其是海上風電的應用造成了一定困難。而無刷雙饋電機(Brushless Doubly-fed Machine,BDFM)省去了電刷和滑環(huán)結構,維護更加方便,運行更加可靠,更加適應海上風電場的惡劣環(huán)境,并且保留了雙饋發(fā)電機的變流器成本低、功率因數可調等特點,可以彌補有刷雙饋發(fā)電機的不足,在海上風電領域具有廣闊的應用前景。因此,針對無刷雙饋電機在風力發(fā)電中應用的研究是很有意義的。本文研究重點為籠型轉子無刷雙饋電機(Brushless Doubly-fed Induction Machine,BDFIM)的建模和矢量控制策略,主要研究工作和創(chuàng)新點如下:1、通過對無刷雙饋感應電機統(tǒng)一矢量模型的...

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【學位級別】：博士

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摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 風力發(fā)電用無刷雙饋感應電機的研究背景及研究的目的和意義
    1.2 風力發(fā)電技術簡介
        1.2.1 風力發(fā)電系統(tǒng)基本組成
        1.2.2 風力發(fā)電的最大風能捕獲技術
    1.3 無刷雙饋電機的發(fā)展過程和國內外研究現狀
        1.3.1 無刷雙饋電機本體和建模的發(fā)展過程和國內外研究現狀
        1.3.2 無刷雙饋電機控制策略的發(fā)展過程和國內外研究現狀
    1.4 無刷雙饋感應電機的本體結構和運行方式
        1.4.1 無刷雙饋感應電機的本體結構
        1.4.2 無刷雙饋感應電機的運行方式
    1.5 本課題的主要研究內容
第2章 無刷雙饋感應電機的數學模型
    2.1 多回路模型方程
    2.2 統(tǒng)一矢量模型方程
        2.2.1 多回路模型的空間矢量表達式
        2.2.2 統(tǒng)一矢量模型方程的推導
    2.3 統(tǒng)一矢量模型轉矩方程的簡化
    2.4 本章小結
第3章 無刷雙饋感應電機的控制策略研究
    3.1 功率繞組磁鏈定向控制策略
        3.1.1 選取旋轉變換角
        3.1.2 轉速和無功功率控制策略
        3.1.3 功率繞組磁鏈觀測
    3.2 功率繞組磁鏈定向的電流滯環(huán)跟蹤控制策略
        3.2.1 電流滯環(huán)控制策略的基本原理
        3.2.2 無刷雙饋感應電機電流滯環(huán)控制策略
    3.3 功率繞組電壓定向控制策略
        3.3.1 電磁轉矩和功率繞組電流矢量的關系式
        3.3.2 無功功率和功率繞組電流矢量的關系式
        3.3.3 控制繞組電流矢量和功率繞組電流矢量的關系式
        3.3.4 控制繞組電壓矢量和控制繞組電流矢量的關系式
        3.3.5 轉速和無功功率控制環(huán)
        3.3.6 控制策略的實現及最大風能捕獲控制
    3.4 本章小結
第4章 控制系統(tǒng)實驗平臺設計
    4.1 硬件部分
    4.2 軟件部分
        4.2.1 網側變流器軟件設計
        4.2.2 機側變流器軟件設計
    4.3 本章小結
第5章 無刷雙饋感應電機控制策略實驗研究
    5.1 功率繞組磁鏈定向控制策略實驗
        5.1.1 轉速變化實驗
        5.1.2 負載變化實驗
        5.1.3 無功功率變化實驗
    5.2 電流滯環(huán)跟蹤控制策略實驗
        5.2.1 轉速變化實驗
        5.2.2 負載變化實驗
        5.2.3 無功功率變化實驗
    5.3 功率繞組電壓定向最大風能捕獲控制策略仿真與實驗
        5.3.1 控制策略仿真驗證
        5.3.2 控制策略發(fā)電實驗
    5.4 統(tǒng)一矢量模型轉矩方程的實驗驗證
    5.5 本章小結
第6章 結論與展望
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
攻讀博士學位期間參加的科研工作
致謝
作者簡介



本文編號：3827519