双馈异步发电机的矢量控制

双馈异步发电机采用交流励磁,利用矢量变换控制技术,综合改变双馈异步发电机转子励磁电流的相位和幅值,实现双馈异步发电机定子侧输出有功功率和无功功率的解耦控制.改变双馈异步发电机转子励磁电流的频率,可实现发电机的变速恒频运行.     

双馈风力发电机的稳态分析

在给出双馈风力发电机工作状况和等效电路的基础上,介绍了双馈风力发电机的稳态分析,对其定子和转子侧电流的计算过程进行了推算;随后,在已知电机额定参数的条件下,计算出满功率时定子和转子侧的能量和电流,对双馈风力发电机的稳态分析进行了仿真;最后,用双馈风力发电机组满功率发电实验时的电流波形验证了理论分析的正确性。     

适用于电网电压小幅下降的双馈电机励磁控制仿真研究

考虑到电力系统的安全性和稳定性,新的电网规程要求并网风力发电机组应具有一定的低电压穿越能力。为了抑制双馈感应风力发电机组在电网电压下降时转子侧出现的过电压和过电流冲击,考虑电网波动建立了双馈电机转子变换器控制系统数学模型,并且采用定子电压定向的空间矢量方法对电机转速和定子输出无功功率进行跟踪控制。在Matlab环境下,选取一台1．5MW并网双馈感应风力发电机在电网电压下降到额定值的60％期间对所设计的控制系统进行了仿真验证。     

双馈风电变流器低电压穿越下Crowbar电阻的优化设计

随着风电场大规模接入电网,新的并网规范要求风力发电机组必须具有低电压穿越能力。双馈型异步发电机(DFIG)采用转子侧并联Crowbar电阻的方式限制电压跌落时转子产生的过电流,从而实现DFIG的低电压穿越运行。文章在推导了电网电压跌落下DFIG定转子电流数学模型的基础上,分析了Crowbar电阻对DFIG运行性能的影响,完成了Crowbar电阻的优化设计,以实现DFIG在电网电压跌落下的穿越运行。最后针对1.65 MWDFIG风电机组,建立了基于Matlab/Simulink的仿真模型,分析结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

两相两重四象限变流器的控制方法及实现

为实现对大功率、低开关频率变流器的控制,通过建立两相两重四象限变流器主电路的数学模型,分析变流器主电路的电气特性;在考虑线路电阻的基础上,采用电压外环和基于坐标变换电流内环的双闭环控制方法对变流器的调制电压进行控制;提出倍增控制频率的载波移相方法,可在不增加硬件设备的情况下降低牵引电网侧低次谐波的含量,并结合正弦波脉宽调制(SPWM)技术,实现对以多种开关频率工作的变流器的控制;以TMS320F28335型DSP芯片为平台,设计包括初始化程序、串行通信服务程序和定时中断程序的控制软件,并在背靠背功率互馈试验台进行验证。结果表明:采用给出的两相两重四象限变流器控制方法,能够使变流器在启动工况下的电流变化平稳,在牵引工况和制动工况下,大功率、低开关频率变流器可以单位功率因数满载运行,而且中间电压波动较小、输入电流无异常波动,大幅减少了牵引电网侧的低次谐波成分和总谐波失真率。     

有源钳位四电平能馈变流器预测电流控制

地铁能馈变流器能回收车辆制动能量,实现节能减排。多电平变流器可以降低有源开关的断态电压上升率,有效保护电路元件,提高输出电流的波形质量,一直是中大功率领域研究的热点。模型预测控制算法是应用于多电平变流器的一种控制算法,具有运算简单、速度快和适用性广等优点,在变流器控制领域有广阔的应用前景。目前,能馈变流器的拓扑主要为二电平和三电平,对四电平拓扑的应用关注较少。有源钳位四电平拓扑采用有源器件的T型连接代替钳位二极管,减少了元件数量,降低了系统损耗。在四电平能馈变流器的控制算法方面,载波调制算法仍被广泛使用,模型预测控制算法未能得到应用。在此背景下,提出一种适用于有源钳位四电平拓扑的预测电流控制算法,建立四电平拓扑的数学模型,分析开关状态对直流母线电容电压的影响,建立电流和电容电压的预测模型。通过模型预测控制算法中的代价函数,实现输出电流和电容电压的多目标控制。利用并网仿真模型对所提算法进行验证,在预测控制作用下可以顺利并网,并输出高质量的电流。进行阻感负载实验,能有效跟踪给定电流,维持电容电压稳定,对于负载突变也有较强的鲁棒性。仿真和实验均证明了拓扑模型和控制算法的有效性,展现了其在地铁...     

双馈异步发电机组控制策略的仿真分析

介绍了双馈异步发电机(DFIG)的运行原理,通过坐标变换建立了DFIG在同步旋转坐标系下的数学模型。采用定子磁链定向矢量控制策略,建立了基于功率和电流双闭环控制策略模型。并利用Matlab/Simulink仿真软件对控制策略进行仿真,在仿真模型下进行了最大风能追踪和并网运行特性的研究,仿真的结果证明了控制算法的正确性和良好的控制性能。     

单相四象限变流器双闭环控制方法改进

针对单相四象限变流器基于坐标变换双闭环控制方法的不足,通过建立旋转坐标系下的数学模型,提出了基于电流状态反馈和预测电流控制的改进算法及实现方案,该控制方法不仅可以实现网侧电流有功分量和无功分量的准确控制,同时具有良好的动态响应能力。采用仿真软件搭建了系统模型并进行计算,对2种控制方法进行比较和验证。仿真结果表明,改进的控制方法能够保证单相四象限变流器的稳定工作,并且具有更好的动态响应。     

不对称故障下双馈风力发电系统网侧变流器的控制方法

风力发电机组通过背靠背变流器与电网相连接,电压发生不对称故障时直流侧电压将发生大幅波动,而要消除这方面的影响,关键在于对网侧电流的控制。针对电网电压不对称故障下风电机组的表现,文章提出了一种适用于该情况下的网侧变流器的控制策略,以实现风电机组的低电压穿越。对发生不对称故障时网侧变流器的状态进行分析,得出其控制指令,使用Matlab/Simulink建立仿真模型,给出A相电压发生50%跌落下的仿真结果,验证了该控制策略的可行性。     

风机基本工作原理和电能变换系统

综述了风机电能变换系统.首先论述了实现风机能量变换的基础,考虑了电气系统的需求.然后描述了3种变换系统(恒速、变速双馈式异步发电机和变速直驱式发电机)的优点和缺点.其次简单叙述了所应用的电力电子变换器.最后,讨论了可选择的发电机系统和其发展趋势.发展趋势很明显倾向于变速系统.越来越多的双馈式异步发电机系统安装了应对电网故障的装置.对于直驱式风机,径向永磁同步发电机比电励磁同步发电机更便宜且效率更高.发电机的电压等级可期望提高到约5 kV.     

基于LCL滤波器的双馈风电网侧变换器不同控制结构性能研究

为分析基于LCL滤波器的双馈风电网侧变换器在不同电流反馈控制结构情况下的工作性能,采取PI控制器对网侧变换器网侧电流反馈控制结构和变换器侧电流反馈控制结构的电流闭环根轨迹进行分析,对其在理想电网无阻尼电阻和有阻尼电阻、非理想电网无阻尼电阻3种情况下的特性进行了比较。分析及仿真结果表明变换器侧电流反馈控制结构控制算法相对较复杂,但是系统稳定性好,电网电流的谐波畸变率较低;而电网侧电流反馈控制结构较易实现网侧单位功率因数控制,但稳定性较差。     

直线感应电机牵引互馈试验台控制策略研究

在分析直线感应电机动态数学模型的基础上,研究一种新型的能量互馈式直线牵引传动试验系统.主要讨论该系统的构成及运行原理.直线牵引传动试验系统由两台直线感应电机组成,一台作为电动机,另一台作为发电机.系统用于模拟牵引电动机的负载特性,并能将电动机输出的机械能通过发电机转变为电能送回到直流母线.该系统具有高效节能、控制灵活等优点.在分析互馈双电机推力平衡关系的基础上,提出基于矢量控制的互馈双电机联合控制策略,研究牵引电机侧速度调节和负载侧推力模拟的方法.仿真和试验结果都表明,采用互馈双电机联合控制策略的直线感应电机牵引互馈系统具有良好的稳态性能和动态调节能力,验证了所提方案的正确性.     

双变流器—电机能量互馈式试验平台控制系统

针对大功率变频试验平台能耗大、对电网干扰大的特点,提出双变流器-电机能量互馈式试验平台控制系统,阐述其硬、软件控制的特点.试验和波形表明该方案是可行的.     

基于预测电流控制的四象限变流器研究

研究了预测电流控制四象限变流器的MATLAB建模与仿真方法,分析了变流器在牵引工况和再生制动工况时的特性。仿真和基于TMS320F2812试验样机的研究结果验证了该控制算法不仅能有效抑制注入电网的谐波电流,获得稳定的直流输出电压,实现了单位功率因数和能量双向流动,还具有良好的瞬态和稳态特性。     

四象限变流器控制策略研究与仿真

在建立基于理想开关函数的单相四象限变流器数学模型的基础上,对四象限变流器常用的5种控制策略进行研究,并通过计算机仿真对各种控制策略的控制性能进行对比分析。仿真结果表明,预测电流控制和瞬态电流控制可以达到直流侧电压稳定、网侧电流谐波小、网侧单位功率因数等控制目标。     

交流能量互馈试验台网侧变流器仿真研究

简要介绍了交流传动互馈试验台的主要优点、电气结构和实现原理,对网侧变流器的工作原理和控制方法进行了说明。通过计算机仿真对试验台中变压器和网侧变流器部分进行了实际工况的模拟。仿真结果表明网侧变流器的性能良好,满足互馈试验台的需要,同时也说明本试验台的网侧能量互馈的可行性。     

内燃机车异步发电系统分析

针对内燃机车牵引发电系统中异步发电机稳态工作时电机功率因数和效率低的问题,采用无功功率为零和最大转矩电流比控制方法,分析了异步电机旋转坐标系下电磁关系,分别完成无功功率为零和最大转矩电流比(MTPA)控制的方程解析式的解读;在中间直流环节限制下,分析异步发电机的弱磁曲线,寻找最小电流工作点,完成电流轨迹规划;在保证牵引发电系统稳定运行的前提下,提高电机与逆变器的工作效率,并利用Simulink仿真软件对系统进行分析。     

一种新型交-直-交变流器在双馈调速系统中的应用

通过研究基于传统晶闸管交-直-交变流器的双馈调速系统原理,提出了一种新型交-直-交变流器,对新型变流器的工作原理、主要器件参数设计进行了研究分析。在Matlab软件的Simulink环境下搭建新型交-直-交变流器及基于该变流器的双馈调速系统模型,对新型变流器工作过程及双馈电机的典型工况进行了仿真。结果表明,新型交-直-交变流器满足系统要求,实现了双馈电机的四象限运行。     

运行功率因数为1的大功率牵引用并联交-直PWM变流器

讨论了大功率牵引用几个PWM变流器的并联运行.为了减少某些情况能导致电流控制出问题的变压器的相互作用,对此进行了一些研究.提出了一种新颖的控制策略,使用一个电流传感器(与变流器数量无关)以实现轻载条件下无谐波一次侧电流控制.另外,使用改进型的预测电流控制器.该控制器的采样周期较长,它与数字电流控制器相适应.最后为了验证系统有效性,制作并试验了使用TMS 32044微处理器和小型仿真器的数字控制系统.     

三电平网侧变流器预测电流控制及其与两电平变流器比较

将预测电流控制方法从两电平推广至三电平,对三电平系统中需要注意的脉宽调制方法、中点电位平衡等进行研究,提出适合三电平的预测电流控制策略。通过计算机仿真,对两电平和三电平系统采用同样的控制方法进行模拟,仿真结果说明预测电流控制同样可以应用于三电平网侧变流器,且能够保证中点电位的平衡。在相同条件下与两电平系统相比,三电平系统要求的器件耐压和网侧谐波含量更小,适合用于高压大容量的电力牵引传动系统。