本文關鍵詞：無刷雙饋電機間接功率控制策略的研究

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【摘要】：無刷雙饋電機無需電刷和滑環(huán),結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高,所需變頻器容量小,因此特別適合作為風力發(fā)電機使用,在變速恒頻風力發(fā)電領域有著廣闊的應用前景。近年來,無刷雙饋電機成為國內(nèi)外學者的研究熱點。學者們從數(shù)學模型、本體設計和控制系統(tǒng)等方面進行了深入的研究。本文重點研究了無刷雙饋發(fā)電機的間接功率控制策略,完成的研究內(nèi)容如下：1.深入研究了無刷雙饋電機的多回路(a-b-c)數(shù)學模型、轉(zhuǎn)子速兩軸(d-q)模型、功率繞組靜止坐標系數(shù)學模型和控制繞組靜止坐標系數(shù)學模型,為后續(xù)研究打下了堅實的理論基礎。2.研究了無刷雙饋發(fā)電機的特性,主要包括空載特性,功角特性和V型曲線。國內(nèi)外文獻中,關于無刷雙饋電機功角特性大多從物理概念出發(fā)得到一些定性的結(jié)論。本文針對課題組推導出控制繞組靜止坐標系下無刷雙饋發(fā)電機功角特性的解析表達式,在實驗室現(xiàn)有實驗平臺上軟件編程,樣機實驗結(jié)果初步證明功角特性的正確性。為無刷雙饋發(fā)電機異常、故障和失穩(wěn)等情況下的研究分析提供參考依據(jù)。3.提出了一種基于軟件鎖相環(huán)的電網(wǎng)頻率動態(tài)檢測方法,并對頻率測量的分辨率進行了詳細分析。該方法無需額外的硬件電路,測頻方法簡單,實時性強、誤差較小,實驗結(jié)果證明了該方法的可行性。將該方法用于無刷雙饋發(fā)電機間接功率控制系統(tǒng),較好地解決了控制繞組磁鏈靜態(tài)角計算不準確的問題。4.在課題組已有研究成果的基礎上,對無刷雙饋電機的實驗平臺進行了改進。對無刷雙饋發(fā)電機的間接功率控制策略,在以DSP TMS320LF2407A為核心的實驗平臺上利用匯編語言進行軟件編程,補充、改進和完善了原有程序,實現(xiàn)了無刷雙饋發(fā)電機變速恒頻發(fā)電、有功功率和無功功率的調(diào)節(jié)。亞同步、超同步、加減載等不同運行狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)及動態(tài)性能實驗結(jié)果表明間接功率控制策略的可行性。
【關鍵詞】：無刷雙饋電機 間接功率控制 功角特性 頻率動態(tài)檢測
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM301.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 符號說明11-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 引言13
• 1.2 無刷雙饋電機的發(fā)展概況及應用前景13-15
• 1.3 無刷雙饋電機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 數(shù)學模型的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 本體優(yōu)化設計的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 本文的研究內(nèi)容18-19
• 第2章 無刷雙饋電機的基本理論19-39
• 2.1 無刷雙饋電機的結(jié)構(gòu)及運行方式19-25
• 2.1.1 無刷雙饋電機的結(jié)構(gòu)19-22
• 2.1.2 無刷雙饋電機的運行方式22-25
• 2.2 無刷雙饋電機的磁場調(diào)制機理25-26
• 2.2.1 功率繞組和控制繞組電流產(chǎn)生的磁動勢25-26
• 2.2.2 籠型轉(zhuǎn)子的磁場調(diào)制作用26
• 2.3 無刷雙饋電機的數(shù)學模型26-39
• 2.3.1 無刷雙饋電機的多回路數(shù)學模型27-31
• 2.3.2 無刷雙饋電機的轉(zhuǎn)子速d-q坐標數(shù)學模型31-32
• 2.3.3 無刷雙饋電機的雙靜止數(shù)學模型32-35
• 2.3.4 功率繞組靜止坐標系數(shù)學模型35-36
• 2.3.5 控制繞組靜止坐標系模型36-39
• 第3章 籠型轉(zhuǎn)子無刷雙饋發(fā)電機的特性39-49
• 3.1 無刷雙饋發(fā)電機的空載特性39-40
• 3.2 無刷雙饋發(fā)電機的功角特性40-46
• 3.2.1 無刷雙饋發(fā)電機功角特性的解析表達式40-42
• 3.2.2 功角特性的實驗驗證及分析42-46
• 3.3 無刷雙饋發(fā)電機的靜態(tài)穩(wěn)定性46
• 3.4 無刷雙饋發(fā)電機無功功率的調(diào)節(jié)46-49
• 第4章 無刷雙饋電機的間接功率控制方法49-65
• 4.1 無刷雙饋電機間接功率控制系統(tǒng)框圖49-51
• 4.2 無刷雙饋電機間接功率控制系統(tǒng)中有關物理量的觀測和計算方法51-59
• 4.2.1 有功功率和無功功率的觀測52
• 4.2.2 控制繞組磁鏈矢量增量的計算52-53
• 4.2.3 電壓矢量計算53-54
• 4.2.4 SVPWM脈沖發(fā)生54-57
• 4.2.5 控制繞組的磁鏈觀測方法57-59
• 4.3 基于軟件鎖相環(huán)的電網(wǎng)頻率動態(tài)檢測59-65
• 4.3.1 硬件鎖相環(huán)原理59-60
• 4.3.2 三相軟件鎖相環(huán)原理60-61
• 4.3.3 基于三相軟件鎖相環(huán)的電網(wǎng)頻率動態(tài)檢測的實現(xiàn)61-63
• 4.3.4 頻率測量分辨率分析63-64
• 4.3.5 誤差分析64-65
• 第5章 無刷雙饋電機間接功率控制實驗系統(tǒng)65-73
• 5.1 無刷雙饋電機控制系統(tǒng)硬件介紹65-69
• 5.1.1 主回路介紹65-66
• 5.1.2 控制系統(tǒng)介紹66-67
• 5.1.3 通訊電路介紹67-68
• 5.1.4 采樣調(diào)理電路介紹68
• 5.1.5 保護電路介紹68-69
• 5.2 無刷雙饋電機控制系統(tǒng)軟件設計69-73
• 5.2.1 軟件開發(fā)平臺CCS概述69
• 5.2.2 主程序及子程序流程圖69-73
• 第6章 實驗結(jié)果73-87
• 6.1 基于三相軟件鎖相環(huán)的電網(wǎng)頻率檢測實驗結(jié)果73-76
• 6.1.1 三相軟件鎖相環(huán)的鎖相結(jié)果73-74
• 6.1.2 電網(wǎng)頻率動態(tài)檢測實驗結(jié)果74-76
• 6.2 無刷雙饋電機間接功率控制實驗結(jié)果76-87
• 6.2.1 變速恒頻發(fā)電實驗結(jié)果76-80
• 6.2.2 有功功率閉環(huán)調(diào)節(jié)實驗80-82
• 6.2.3 無功功率閉環(huán)調(diào)節(jié)實驗82-85
• 6.2.4 總結(jié)85-87
• 第7章 總結(jié)與展望87-89
• 7.1 本文完成的主要工作87
• 7.2 進一步的研究方向87-89
• 參考文獻89-95
• 附錄95-97
• 附錄1 無刷雙饋電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖95
• 附錄2 無刷雙饋電機定子結(jié)構(gòu)圖95-96
• 附錄3 無刷雙饋電機實驗平臺96-97
• 致謝97-98
• 攻讀學位期間的科研成果98

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5 閆s，

本文編號：548026