隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,能源問(wèn)題在當(dāng)今社會(huì)中受到越來(lái)越多的關(guān)注.能量回饋系統(tǒng)可以在減緩矛盾方面發(fā)揮重要作用,無(wú)論在減少能源的浪費(fèi)方面或是在新能源的利用開(kāi)發(fā)上.主要運(yùn)用在功率電子負(fù)載、分布式發(fā)電和電機(jī)制動(dòng)能饋等場(chǎng)合.該文主要研究了能量回饋系統(tǒng).電力電子的逆變技術(shù)是能量回饋系統(tǒng)的核心部分,該文講述了電壓型逆變電路和電流型逆變電路在能量回饋系統(tǒng)中的工作實(shí)現(xiàn)原理.電壓型逆變電路是該文的重點(diǎn),針對(duì)中國(guó)電網(wǎng)的形式,對(duì)單相和三相逆變電路作了分析,討論了幾種控制策略的選擇,提出間接電流控制中相位幅值分別控制方法和直接電流控制中滯環(huán)控制方法在逆變器并網(wǎng)中的實(shí)現(xiàn)意義.電流型有源逆變利用移相調(diào)節(jié),適合大功率場(chǎng)合.文章的最后部分比較分析電流型和電壓型電路的性能特點(diǎn).數(shù)字化是控制領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì),在具體實(shí)現(xiàn)能量回饋系統(tǒng)的過(guò)程中,該文也充分運(yùn)用數(shù)字式控制方式.在電流型逆變系統(tǒng)中,運(yùn)用可編程序控制器(PLC)作為控制核心,并在MCGS組態(tài)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)和工控機(jī)的通訊.在電壓型逆變系統(tǒng)中,將數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為控制中心,實(shí)現(xiàn)外圍電路工作及其控制.在以上基礎(chǔ)上,分別研制了一臺(tái)大功率晶閘管電流型有源逆變器和一臺(tái)電壓型并網(wǎng)逆變器.
上傳時(shí)間： 2013-06-20
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數(shù)字控制技術(shù)在開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用正變得越來(lái)越廣泛，開(kāi)關(guān)電源的數(shù)字控制器包含三個(gè)主要的功能模塊：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字補(bǔ)償器和數(shù)字脈寬調(diào)制器。本論文總結(jié)和比較了當(dāng)今國(guó)際上高頻開(kāi)關(guān)電源數(shù)字控制器各個(gè)模塊的先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展方向。 數(shù)字電源要在高頻開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用領(lǐng)域中實(shí)用化、市場(chǎng)化，在技術(shù)上仍然存在許多的難關(guān)需要攻克。其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字脈寬調(diào)制器的分辨率問(wèn)題給系統(tǒng)帶來(lái)了極限環(huán)振蕩的隱患，采樣時(shí)滯現(xiàn)象增加了實(shí)現(xiàn)電源的電壓調(diào)節(jié)快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的難度，同時(shí)數(shù)字補(bǔ)償器必須在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)完成若干次乘法和加法運(yùn)算以便及時(shí)更新占空比信息，從而對(duì)數(shù)字控制器的運(yùn)算速度提出了非常高的要求。本文集中研究和討論解決這些技術(shù)難點(diǎn)的途徑，利用matlab中的SISOTOOL塊，通過(guò)直接數(shù)字設(shè)計(jì)提出了2P2Z的數(shù)字補(bǔ)償算法。按照高頻開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)步驟，本文對(duì)主要元器件進(jìn)行了參數(shù)的計(jì)算以及選型，并利用matlab中的SIMULINK模塊對(duì)電路的穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)性能進(jìn)行仿真研究。 為了對(duì)理論分析和仿真研究進(jìn)行驗(yàn)證，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款基于DSPic30F2020高性能數(shù)字信號(hào)處理器并采用2P2Z控制算法的高頻全橋拓?fù)浯蠊β释ㄐ乓淮坞娫凑髂K。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該數(shù)字電源方案穩(wěn)定可靠，性能參數(shù)優(yōu)異，能夠滿(mǎn)足應(yīng)用的需要。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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無(wú)刷直流電機(jī)是隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和新型永磁材料的出現(xiàn)而迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型機(jī)電一體化電機(jī).隨著無(wú)刷直流電機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,無(wú)位置傳感器控制方法的優(yōu)勢(shì)也越來(lái)越明顯,特別是"反電勢(shì)法"無(wú)刷直流電機(jī)控制方法已經(jīng)發(fā)展成為最實(shí)用的無(wú)位置傳感器控制方法.論文在介紹常用的無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)控制方法的基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了"反電勢(shì)法"無(wú)刷直流電機(jī)控制原理.深入研究了三種反電勢(shì)過(guò)零檢測(cè)方法,設(shè)計(jì)了反電勢(shì)過(guò)零檢測(cè)電路,并對(duì)檢測(cè)電路移相產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子位置誤差進(jìn)行了分析,給出了補(bǔ)償方法.以變頻空調(diào)壓縮機(jī)用無(wú)刷直流電機(jī)為樣機(jī),設(shè)計(jì)了"反電勢(shì)法"無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件電路,詳細(xì)介紹 電路各個(gè)組成部分,同時(shí)介紹了控制系統(tǒng)中采用的軟硬件抗干擾措施.論文介紹了"反電勢(shì)法"無(wú)刷直流電機(jī)控制常用的起動(dòng)方法,深入討論了"三段式"起動(dòng)技術(shù),對(duì)"三段式"起動(dòng)技術(shù)中轉(zhuǎn)子預(yù)定位、外同步加速和外同步到自同步的切換進(jìn)行了詳細(xì)的分析,并對(duì)外同步加速過(guò)程中出現(xiàn)的超前換相和滯后換相現(xiàn)象進(jìn)行了深入的研究.提出了一種新的利用反電勢(shì)過(guò)零點(diǎn)實(shí)現(xiàn)電機(jī)最佳換相邏輯的方法,這種方法不但可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速,而且在電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中,使外同步到自同步的切換更加容易.實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了這種方法的正確性.
標(biāo)簽： 電勢(shì) 無(wú)刷 直流電機(jī)控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：kijnh
該論文在研究永磁同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理的基礎(chǔ)上詳細(xì)討論了其變頻調(diào)速的理論并且設(shè)計(jì)了一套基于DSP的永磁同步電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)定向矢量控制系統(tǒng).永磁同步電動(dòng)機(jī)相對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)具有體積小、效率高以及功率密度大等優(yōu)點(diǎn),因此自從上個(gè)世紀(jì)80年代,隨著永磁材料性能價(jià)格比的不斷提高,以及電力電子器件的進(jìn)一步發(fā)展,永磁同步電動(dòng)機(jī)的研究也進(jìn)入了一個(gè)新的階段.永磁同步電動(dòng)機(jī)既區(qū)別于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又與電勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)相比有自身的特點(diǎn),因此該論文首先從永磁同步電動(dòng)機(jī)的本身出發(fā),討論了其穩(wěn)態(tài)運(yùn)行原理,分析了永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性、功率特性及效率.矢量控制理論的發(fā)明是交流調(diào)速領(lǐng)域中的一個(gè)重大突破,該論文詳細(xì)討論了永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制,在推導(dǎo)其精確數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上分析了矢量控制理論用于永磁同步電動(dòng)機(jī)控制的幾種電路控制策略,包括了i<,d>=0控制、cosψ=1控制,以及最大轉(zhuǎn)矩/電流控制方式,并且開(kāi)發(fā)出基于DSP的全數(shù)字永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制系統(tǒng),給出了其軟、硬件的設(shè)計(jì)方案.弱磁控制是永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制又一方面,論文分析了永磁同步電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速的原理以及弱磁擴(kuò)速困難的原因,并由此提出了兩種特殊轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的新弱磁方案.直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制后交流調(diào)速領(lǐng)域的又一個(gè)高性能控制方法,論文最后討論了直接轉(zhuǎn)矩控制理論在永磁同步電動(dòng)機(jī)控制上的運(yùn)用,并使MATLAB工具對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果表明,直接轉(zhuǎn)矩控制具有動(dòng)態(tài)性能好,靜差小以及魯棒性好的特點(diǎn).
標(biāo)簽： 永磁同步電動(dòng)機(jī) 變頻調(diào)速系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-06
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本文對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)過(guò)程中存在的電流、電磁轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速振蕩問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究.論文首先根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,利用MATLAB仿真工具建立了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)的通用仿真模型,其次分析了晶閘管觸發(fā)角度、機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、負(fù)載轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)子電阻這四個(gè)因素對(duì)振蕩的影響,進(jìn)而探討了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)電流、電磁轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速振蕩的原因.結(jié)果表明:在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)過(guò)程中,當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速并在其附近變化時(shí),電動(dòng)機(jī)的續(xù)流角會(huì)大幅度變化,當(dāng)續(xù)流角圍繞晶閘管的觸發(fā)角變化時(shí),三相交流調(diào)壓電路的輸出電壓會(huì)產(chǎn)生振蕩,在電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的相互作用下會(huì)使振蕩加劇,因而就會(huì)造成電動(dòng)機(jī)電流、電磁轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速的振蕩.特別需要指出的是電動(dòng)機(jī)在軟起動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速振蕩是在同步轉(zhuǎn)速附近振蕩而并非象有些文章所說(shuō)的在低速下振蕩.根據(jù)上述原因,本文提出了采用關(guān)斷角控制的新型控制策略,這種控制策略是使電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中的電流關(guān)斷角由某一初始值逐漸減小到零,利用該方法可以使感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中的續(xù)流角始終小于晶閘管的觸發(fā)角,這樣續(xù)流角的變化就不會(huì)引起電動(dòng)機(jī)端電壓的振蕩,因而就從根本上消除了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)過(guò)程中的振蕩現(xiàn)象.文中首先通過(guò)仿真驗(yàn)證了該控制策略的正確性,在此基礎(chǔ)上研制了基于關(guān)斷角控制的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)裝置的硬件電路和軟件程序,并進(jìn)行了樣機(jī)試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性.另外,文中還探討了軟起動(dòng)對(duì)于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)軸扭矩振蕩的影響.大型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量負(fù)載直接起動(dòng)時(shí),其轉(zhuǎn)子軸上會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的扭矩振蕩,這是由于定子繞組中電源頻率的電流與轉(zhuǎn)子中直流電流相互作用產(chǎn)生的具有轉(zhuǎn)差頻率的電磁轉(zhuǎn)矩分量造成的.采用軟起動(dòng)會(huì)使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的直流電流分量大為減小,進(jìn)而可以減小電磁轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差頻率分量,故可以有效地抑制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中作用在轉(zhuǎn)軸上過(guò)大的扭矩振蕩.
標(biāo)簽： 感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 軟起動(dòng) 過(guò)程
上傳時(shí)間： 2013-07-13
上傳用戶(hù)：天誠(chéng)24
直流電動(dòng)機(jī)具有運(yùn)動(dòng)效率高和調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點(diǎn),但傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)均采用電刷,以機(jī)械方法進(jìn)行換向,因而存在致命弱點(diǎn),再加上制造成本高及維修困難等缺點(diǎn),從而限制了它的應(yīng)用范圍.近年來(lái)隨著永磁材料、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的迅猛發(fā)展而成熟起來(lái)的永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(Brushless Direct Current Motor-BIDCM)具有體積小、重量輕、效率高、噪音低且可靠性高的特點(diǎn),因而得到了廣泛的應(yīng)用.該文研究的對(duì)象是由兩套三相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)組成的六相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī),每套繞組三相對(duì)稱(chēng),兩套繞組對(duì)應(yīng)相之間相差30°電角度.重點(diǎn)研究六相無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性和系統(tǒng)的可靠性.在分析無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理的基礎(chǔ)上,闡述了三相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的原因,在此基礎(chǔ)上提出六相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī).分析結(jié)果表明,六相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性?xún)?yōu)于三相無(wú)刷直流電機(jī),并且系統(tǒng)的可靠性也較高.該文對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理進(jìn)行了詳盡的分析,建立了三相和六相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型.并利用MATLAB/SIMULINK軟件建立了三相和六相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)仿真模型.該系統(tǒng)仿真模型采用雙閉環(huán)控制,內(nèi)環(huán)為電流環(huán)(采用滯環(huán)調(diào)節(jié)),外環(huán)為速度環(huán)(采用PI調(diào)節(jié)).對(duì)所得的仿真結(jié)果進(jìn)行分析,表明與理論分析相吻合,證明了六相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)仿真模型的正確性.對(duì)兩套繞組可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行仿真分析,結(jié)果表明六相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力.由此得出結(jié)論,該文提出的六相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)方案是可行的.由于繞組在電機(jī)的結(jié)構(gòu)中占有相當(dāng)重要的位置,該文利用槽號(hào)相位表,設(shè)計(jì)了三相和六相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的繞組.對(duì)槽號(hào)的分配,線圈的連接作了詳細(xì)地說(shuō)明.該文還對(duì)三相和六相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)定子繞組的磁勢(shì)進(jìn)行了諧波分析,分析結(jié)果表明了六相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)定子繞組的磁勢(shì)高次諧波含量要少于三相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī).
標(biāo)簽： 六相 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-07-13
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永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是一種先進(jìn)的集電力電子變換器與永磁電機(jī)本體于一體的機(jī)電一體化系統(tǒng),它既具備交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便的一系列優(yōu)點(diǎn),又具備直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率高、無(wú)勵(lì)磁損耗以及調(diào)速性能好的諸多特點(diǎn).正是由于這些原因,自上世紀(jì)末起,逐漸形成永磁無(wú)刷直流電機(jī)的研究熱潮.在此背景下,本文以此為課題,對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了一些理論分析和實(shí)踐應(yīng)用.本文首先在綜合國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,分析了永磁無(wú)刷直流電機(jī)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和趨勢(shì),提出了目前存在的一些問(wèn)題.介紹了永磁無(wú)刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理,推導(dǎo)出永磁無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型.針對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),本文詳細(xì)分析了各種調(diào)制斬波方式對(duì)注入電機(jī)電流以及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響,比較分析各種斬波方式下系統(tǒng)運(yùn)行情況,提出一種有利于減少轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的斬波方式.同時(shí),本文還提出了一種回饋制動(dòng)的方式,進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能,節(jié)約能源.在大型永磁電機(jī)磁極設(shè)計(jì)中,通常采用多塊磁鋼來(lái)組成勵(lì)磁磁極.考慮到磁鋼本體的分散性和加工誤差,本文從工程實(shí)際應(yīng)用出發(fā),提出了一種磁鋼優(yōu)化配置方法,保證每個(gè)磁極中各段磁鋼產(chǎn)生的合成磁密幅值接近相等且通量均衡,從電機(jī)本體設(shè)計(jì)角度上提高系統(tǒng)性能.本文在理論分析基礎(chǔ)上,以單片機(jī)和功率智能模塊為硬件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了一套多相永磁無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng).針對(duì)理論分析,進(jìn)行了各種方案的比較分析,經(jīng)過(guò)試驗(yàn)結(jié)果和仿真分析結(jié)果,進(jìn)一步支持了論證了理論分析正確性和實(shí)用性.同時(shí),對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中的一些問(wèn)題,本文也做了一些工作,提出一些分析和改進(jìn).
標(biāo)簽： 多相 無(wú)刷 直流電機(jī)控制
上傳時(shí)間： 2013-08-04
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本文對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)恒功率弱磁研究進(jìn)行了較為全面的從仿真到實(shí)驗(yàn)、從理論到實(shí)踐的深入研究,同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)面貼式永磁無(wú)刷直流電機(jī)和復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行了詳盡地理論分析,系統(tǒng)地提出了關(guān)于復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁無(wú)刷直流電機(jī)一套較為完善的理論.本文首先從BLDCM的導(dǎo)通規(guī)律和繞組結(jié)構(gòu)入手,真實(shí)模擬了傳統(tǒng)面貼式永磁無(wú)刷直流電機(jī)弱磁調(diào)速的物理過(guò)程,并獲得其在恒轉(zhuǎn)矩和恒功率模式下的解析表達(dá)式.從而直觀的反映了BLDCM的弱磁機(jī)理,獲得了影響其恒功率速度范圍的關(guān)鍵參數(shù).借鑒復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)在永磁同步電機(jī)恒功率弱磁中的成功運(yùn)用,將這種結(jié)構(gòu)引入永磁無(wú)刷直流電機(jī)中,并完成了兩臺(tái)不同磁阻形式和功率、電壓等級(jí)的原型樣機(jī)的研制.針對(duì)原有d、q軸法的局限性,提出了真實(shí)模擬永磁無(wú)刷直流電機(jī)導(dǎo)電方式的場(chǎng)路結(jié)合法實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)的弱磁分析.在場(chǎng)路結(jié)合法分析的基礎(chǔ)上,提出了磁阻段提高恒功率速度范圍的真實(shí)原因,并進(jìn)一步提出了采用永磁段、磁阻段雙d軸錯(cuò)角以擴(kuò)大轉(zhuǎn)速范圍的新思想,并在實(shí)踐中驗(yàn)證了這種雙軸空間錯(cuò)角技術(shù)的有效性.從而為復(fù)合轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)運(yùn)行性能優(yōu)化提供了新的可供選擇的調(diào)節(jié)手段.
標(biāo)簽： 無(wú)刷直流電機(jī) 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-08-02
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艦船、飛機(jī)、移動(dòng)通訊、石油鉆井平臺(tái)等獨(dú)立系統(tǒng)中有許多交直流電力并存的場(chǎng)合，需要實(shí)現(xiàn)發(fā)供電系統(tǒng)的小型化、高功率密度、高可靠性以及高品質(zhì)。常規(guī)的電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)因?yàn)閹в须娝⑹构╇娤到y(tǒng)的運(yùn)行安全存在隱患，并且勵(lì)磁機(jī)的使用增加了電機(jī)的體積和損耗。為使系統(tǒng)節(jié)能高效，本文設(shè)計(jì)并制作了應(yīng)用于獨(dú)立交直流電力系統(tǒng)的交直流永磁同步發(fā)電機(jī)。永磁電機(jī)定子上帶有三套三相繞組，一套繞組用于提供交流電力，其余的兩套繞組相位互差30度電角度，接整流器為直流負(fù)載供電。文中對(duì)電機(jī)的設(shè)計(jì)以及電機(jī)的基本性能進(jìn)行探討。為了減小永磁發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整率，在電機(jī)的交軸與電機(jī)的永磁磁極尾部之間加一軟磁材料，通過(guò)增加電機(jī)負(fù)載時(shí)的交軸電抗壓降，來(lái)改善電機(jī)的電壓調(diào)整率。 首先，針對(duì)永磁電機(jī)設(shè)計(jì)的特殊性，應(yīng)用二維有限元法計(jì)算電機(jī)的電磁場(chǎng)以確定電機(jī)的主要尺寸，并討論了不同軟磁材料尺寸對(duì)電機(jī)的影響。文中還根據(jù)電磁場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果，應(yīng)用傅立葉級(jí)數(shù)計(jì)算了電機(jī)的空載感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)以用于預(yù)測(cè)電機(jī)的性能，使用能量攝動(dòng)法計(jì)算了計(jì)及飽和、槽影響下的電機(jī)電感參數(shù)。考慮到永磁材料的溫度性能問(wèn)題，應(yīng)用電磁場(chǎng)和溫度場(chǎng)耦合的方式計(jì)算了電機(jī)穩(wěn)態(tài)時(shí)的溫度場(chǎng)。 然后，為了了解永磁同步發(fā)電機(jī)的主要電磁關(guān)系，研究了電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了考慮漏磁時(shí)具有三套互差一定電角度三相繞組的永磁發(fā)電機(jī)在dq0坐標(biāo)系下的方程，可以看到，在dq0坐標(biāo)系下電機(jī)的電感參數(shù)為常數(shù)。這樣，利用這個(gè)特性，在對(duì)電機(jī)運(yùn)行性能進(jìn)行研究時(shí)，可以得到簡(jiǎn)化電磁方程。根據(jù)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的方程，得到了電機(jī)的向量圖。 因?yàn)閹в卸嗵桌@組的永磁電機(jī)中含有較多的諧波，而采用dq0坐標(biāo)系下的方程會(huì)忽略掉氣隙磁場(chǎng)中的諧波分量，為了對(duì)電機(jī)的仿真更加精確，電機(jī)仿真時(shí)采用電機(jī)在ABC坐標(biāo)系下的基本電磁方程。應(yīng)用Matlab/SimPowerSystems中的模塊搭建電機(jī)的仿真模型，永磁體的影響用感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來(lái)表示。根據(jù)仿真結(jié)果與樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果的比較發(fā)現(xiàn)，兩者吻合良好。 另外，本文還設(shè)計(jì)了一臺(tái)電勵(lì)磁的交直流發(fā)電機(jī)，電磁設(shè)計(jì)結(jié)果表明，永磁電機(jī)在體積、重量、效率方面都很有優(yōu)勢(shì)。
標(biāo)簽： 交直流 永磁同步 發(fā)電機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶(hù)：ynzfm
變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)因其高效性和實(shí)用性正受到越來(lái)越多的關(guān)注，有著良好的發(fā)展前景。本文致力于研究變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，從分析其運(yùn)行機(jī)理入手，比較了定槳距、變槳距和變速恒頻風(fēng)力發(fā)電的區(qū)別，選定雙饋式變速恒頻方案：它在低風(fēng)速階段主要進(jìn)行變槳距調(diào)節(jié)追求最大風(fēng)能捕獲，高風(fēng)速時(shí)通過(guò)控制雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的電流，達(dá)到定子輸出恒頻和有功、無(wú)功的獨(dú)立調(diào)節(jié)。變槳距風(fēng)力機(jī)作為風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的設(shè)備，是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，它與風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源的匹配問(wèn)題直接影響到了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行特性。本文以風(fēng)能理論為基礎(chǔ)，探討了風(fēng)力機(jī)組設(shè)備的選型問(wèn)題，建立起風(fēng)速和風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。雙饋異步電機(jī)是變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的核心。本文分析了其基本運(yùn)行特點(diǎn)，指出雙饋發(fā)電機(jī)具有普通交流電機(jī)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)；研究了穩(wěn)態(tài)電路和功率平衡關(guān)系，并詳細(xì)推導(dǎo)出M-T-0坐標(biāo)系下的5階狀態(tài)方程，建立起定子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了定子有功和無(wú)功的解耦控制，使電機(jī)控制簡(jiǎn)單化。變頻器是雙饋電機(jī)實(shí)現(xiàn)變速恒頻運(yùn)行的關(guān)鍵，本文選定了六脈波交-交變頻器作為勵(lì)磁電源。通過(guò)對(duì)其主電路結(jié)構(gòu)、余弦交截法和觸發(fā)脈沖產(chǎn)生原理等的進(jìn)一步分析，建立起六脈波交-交變頻器的數(shù)學(xué)模型，并處理了與變頻器與發(fā)電機(jī)的接口問(wèn)題。最后，利用Matlab6.5/Simulink5.0仿真軟件，建立了系統(tǒng)各組成部分的仿真模型，并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)研究。仿真結(jié)果表明，所建模型是正確的，變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有良好的運(yùn)行特性。
標(biāo)簽： 變速恒頻 仿真研究 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-14
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