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变速恒频发电机系统设计与控制

由于变速恒频(VSCF)发电机系统出口电压的频率比较稳定、总的谐波畸变率比较小,而且基本不受原动机转速波动的影响,使得它作为高质量电源更适合于国防和部分要求高的民用场合。本文结合一款小型逆变式变速恒频发电机系统的开发,详细介绍了集中绕组外转子永磁同步发电机的设计、整流逆变(AC-DC-AC)电路参数的选择和整个系统的控制。由于变速恒频发电机系统采用集中绕组外转子永磁同步发电机,而该类发电机没有现成的分析计算方法和经验公式,本文为该电机建立了非线性变网络磁路分析模型,给出了等效磁路结构,推导了各部分磁导计算公式,用节点磁位法建立非线性磁路方程,并用Gauss-Seidel迭代法进行求解得到发电机的磁链波形和电势波形,编写了发电机分析程序。考虑到设计要求,选择以Atmega16L和CPLD组合构成SPWM发生器,通过TLP250驱动芯片控制IGBT导通和关断,计算选择了主电路、缓冲电路、滤波电路和采样电路等各部分器件参数,给出了系统  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

沈阳工业大学
沈阳工业大学

变速恒频双馈风力发电机励磁控制技术研究

风力发电正在以前所未有的速度发展,变速恒频风力发电是一项新技术。进行变速恒频风力发电机控制技术研究,对提高我国风力发电的技术水平与开发具有自主知识产权的风电机组具有重要的意义。在总结国内外相关技术研究的基础上,根据我国对变速恒频风力发电关键技术的需求,本文对变速恒频双馈风力发电机的励磁控制技术进行了系统深入的研究。主要内容如下:运用定子磁场定向矢量控制的分析方法,在dq轴同步旋转坐标系统下建立了双馈电机输出功率与电机和励磁控制参数的数学表达式,有效地反映了转子励磁电流的幅值、相位、频率对输出功率的控制作用。功率控制模型和仿真结果表明:双馈电机输出有功功率中的异步分量和无功功率的不可控分量具有感应电机的特点,而有功功率中的同步分量和无功功率的可控分量则具有同步电机的特点。该分析方法揭示了双馈电机的运行特点和控制特性,为其励磁控制技术的研究奠定了理论基础。功率因数不仅便于观测,而且能反映有功和无功功率的分配关系及电机的励磁状况。本文...  (本文共119页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
武汉大学

变速恒频技术在水力发电中应用的初步研究

传统的恒速恒频发电一直在水力发电中占据主导地位。但由于恒速恒频要求水轮机-发电机组的转速也为恒定,这样做不仅水能利用低,而且适应工况的能力也不强。变速恒频水轮发电系统的出现改变了这一局面,这种发电机具有良好的稳定性及变速恒频发电能力、独立的有功与无功调节能力和较强的进相运行能力。整个变速恒频水轮发电机系统通过发电机励磁、水轮机调节系统的联合控制,可使系统在水头、流量变化时运行于最优单位转速附近,提高水力效率,实现发电机负荷的优化调节。变速恒频水轮发电机系统是一个涉及水力、水轮机和发电机的综合系统。综合研究该系统的运行特性,对整个水轮发电机系统的建模及其稳定性的分析具有十分重要的理论和现实意义。论文主要对以下内容进行了研究:1、在详细介绍变速恒频发电机运行的基本原理及其数学模型的基础上,对发电机内部的电磁关系做了一定的分析。并初步研究了交流励磁发电机的稳态运行性能。2、在分析水轮发电机负荷优化的调节原理的基础上,通过小浪底计算的实...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
武汉理工大学

变速恒频双馈风力发电机励磁系统研究

近年来,风能作为一种可再生的清洁能源日益受到世界各国的广泛重视,风力发电快速发展己有将近20年的历史,其中基于变速恒频技术的交流励磁风力发电机发电方案已经是风力发电中的一大重点课题。交流励磁发电机作为发电机运行的风力发电系统,利用变速恒频技术后可大大提高风能的利用率。交流励磁发电机可改善电力系统稳定性,转子转速可变,具有独立的有功无功调节能力,特别适用于风力发电。本文在传统风力发电的基础上,致力于研究变速恒频风力发电技术,以作为变速恒频风力发电机用的交流励磁双馈电机为主要研究对象,进行了深入的研究,主要包括以下几方面:1.给出了风能的相关知识及其开发利用、风力发电的国内外发展现状,列举了目前世界上几种风电技术,预测出未来风力发电技术的发展方向,介绍了交流励磁双馈电机发展概况和国内外研究现状。2.研究了交流励磁风力发电机作变速恒频运行时的工作原理和优势,推导了交流励磁发电机在a-b-c坐标系和d-q坐标系下的数学模型,并分析了其运...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

河北工业大学
河北工业大学

无刷双馈风力发电机控制系统研究

在过去的二十年中风力发电得到了飞速的发展。与之相应的是带来了风力发电技术的大发展。随着电力电子技术的进步以及制造技术的进步,无刷双馈电机作为一种新型的电机以其结构简单、坚固可靠、异同步通用,可在无刷情况下实现双馈、功率因数可调等的特点越来越受到关注,将其应用于变速恒频风力发电系统中,是当今研究的热点之一。本文正是在这样的背景之下,在深入了解当今无刷双馈及风力发电技术的基础上,对无刷双馈风力发电机控制系统进行了研究。本文结合天津市科技攻关计划培育项目“无刷双馈风力发电机及电气控制装置”(051FGPGX05400)对无刷双馈风力发电机控制系统进行了较为系统的研究。首先对无刷双馈电机的基本理论进行了研究,并据此建立了无刷双馈电机的数学模型。通过对无刷双馈电机定子磁场定向的矢量控制策略的研究,建立了无刷双馈风力发电机控制系统的MATLAB/SIMULINK仿真模型,进行了仿真研究。并且对适用于无刷双馈电机的双PWM变频器的控制方法进行...  (本文共98页) 本文目录 | 阅读全文>>

华北电力大学(北京)
华北电力大学(北京)

变速恒频双馈风力发电实验平台开发及电磁兼容设计

在经济腾飞的21世纪,能源问题越来越突出,化石燃料等的燃烧所造成的污染问题日益严重,寻找绿色可再生能源,走可持续发展路线已成为世界各国的共识。风能作为一种清洁能源,取之不尽,用之不竭,成为绿色能源的首选,风力发电技术成为人们竞相研究的热点。本文首先介绍了风力发电技术的基本原理,风力发电机的拓扑结构,接着引入了变速恒频风力发电技术,介绍了双馈风力发电的基本原理,双馈风力发电机组运行区域分析,建立了双馈感应电机静止坐标系下模型,引入坐标变换,推导了其在两相旋转坐标系下模型,介绍了SVPWM技术以及算法实现,为矢量控制奠定了基础。其次在两相坐标系下应用定子磁场定向矢量控制策略,实现对发电机有功无功功率解耦控制;对网侧应用电网电压定向矢量控制策略,实现对直流母线电压稳定控制和交流输入端单位功率因数运行;最后介绍了双馈风力发电机组低电压穿越技术.开发了基于TI公司的TMS320F2812芯片构成的变速恒频双馈风力发电实验平台。包括主回路部...  (本文共91页) 本文目录 | 阅读全文>>