基于三相全桥逆变器的开关磁阻电机控制

采用标准三相全桥逆变器通用模块作为功率变换器,可以显著降低开关磁阻电机驱动系统的整体成本。研究了三相不对称半桥与三相全桥作为功率变换器的控制策略,主要分析了三相全桥逆变器驱动星型接法的开关磁阻电机的运行机理,通过Matlab仿真验证理论分析的可行性。     

波能直驱互感耦合式开关磁阻发电机的最佳效率跟踪控制

以波浪能转换系统中功率变换器为载体,根据互感耦合式直线开关磁阻发电机(LSRMC)的结构特点及运行原理,以最大波能转换为目标,采用在线计算最佳开通关断位置的方法,研究了LSRMC的最佳效率跟踪控制,并通过有限元分析和实验结果相互比较的方法对控制效果进行了验证.结果表明,与开关位置未优化的情况相比,采用最佳功率跟踪控制的电机获得的效率更高,并改善了系统的运行稳定性.此控制方法简单、易实现,为LSRMC在波浪能发电工程应用领域的进一步发展奠定了基础.     

开关磁阻电机调速系统功率变换器的仿真与研究

给出开关磁阻电机双开关型、公共开关型和星点型三种功率变换器的拓扑结构,分析了功率变换器拓扑结构结构特点及其工作原理。采用Matlab-Simulink软件建立了功率变换器的仿真模型,在不同脉冲信号的触发下进行系统的仿真,给出了开关磁阻电动机起动时的电流和电压曲线,并对仿真结果进行分析和研究,进而阐明了开关磁阻电机功率变换器拓扑结构的发展方向和应用前景。     

容错型开关磁阻起动/发电系统的非线性建模及仿真

建立了一种容错型开关磁阻起动/发电系统的非线性模型。基于开关磁阻电机的数学模型，包括电路方程和机械方程，利用模块化思想搭建了开放型模型，分析了模型的可行性：①电动状态下额定电压380 V时，输出转矩能达到恒转矩起动要求；②发电状态下在2 000 r/min的原动机的带动下，实现空载快速建压，能够快速稳定在270 V附近并实现调压。针对功率器件开路故障率高的特点，利用硬件冗余思想设计了一种容错性的功率变换器。为了验证系统的容错性能，人为设置故障进行了仿真对比分析，结果表明：①电动状态容错系统不仅消除了转矩死区，而且提高了平均转矩、减小了转矩脉动；②发电状态下输出电压在0.2 s内使得输出电压恢复到270 V左右，相电流也下降至正常运行范围，容错性能良好。     

基于耦合电感与倍压电容的高增益Boost变换器

针对目前新能源发电系统中的DC/DC升压变换器,普遍存在着输出电压低、开关管峰值电压大等缺点,提出了一种基于耦合电感与倍压电容高增益Boost变换器;该变换器引入耦合电感以及两个倍压电容提高了电压增益;所提结构有效吸收漏感能量,降低开关管电压应力和变换器的损耗,抑制开关管电压尖峰,实现开关管的零电流开通,并且利用耦合电感副边绕组漏感的能量解决了输出二极管的反向恢复问题;利用Matlab对所提变换器进行仿真实验,对变换器进行稳态分析,并得出变换器在不同输出功率下的效率。     

开关磁阻风力发电系统非线性仿真研究

根据磁阻发电机的工作原理并结合最大风能捕获原理,搭建了开关磁阻发电机系统的非线性仿真模型。仿真结果验证了SRG非线性模型的正确性,系统输出电压能够快速、平稳建立,恒功率输出控制效果良好。在此基础上运用模糊控制策略设计模糊控制器。优化了电机转速。     

升压斩波控制开关磁阻风力发电机系统

为准确地控制发电机的电磁转矩、满足风力发电机组最大功率点跟踪运行要求,提出了一种横向磁通开关磁阻发电机转矩控制策略。采用相功率变换器构建励磁与升压斩波电路,可在整个变速运行范围内有效地控制绕组电流的幅值和波形。该变换器通过直流母线与三相逆变器相连,即可构成完整的变速恒频风力发电功率变换装置。样机实验结果表明:采用该方法的风电系统能够将绕组电流限制在±0.5A域值范围内。从而在转矩/功率控制精度、运行平稳性和直流母线电压纹波等性能上比传统系统更为优越。     

升压斩波控制开关磁阻风力发电机系统

为准确地控制发电机的电磁转矩、满足风力发电机组最大功率点跟踪运行要求,提出一种横向磁通开关磁阻发电机转矩控制策略。采用相功率变换器构建励磁与升压斩波电路,可在整个变速运行范围内有效地控制绕组电流的幅值和波形。该变换器通过直流母线与三相逆变器相连,即可构成完整的变速恒频风力发电功率变换装置。样机实验结果表明:采用该方法的风电系统能够将绕组电流限制在±0.5 A域值范围内。从而在转矩/功率控制精度、运行平稳性和直流母线电压纹波等性能上比传统系统更为优越。     

燃料电池电动车电驱动系统效率优化控制

燃料电池的发电效率随着输出的变化会有很大改变,对燃料电池电动车的运行效率产生很大的影响。通过对燃料电池本身特性和驱动系统的研究,提出考虑燃料电池本身效率的整体效率优化控制,在满足负载需要的前提下通过改变电机励磁电流和直流变换器的占空比使得整个电驱动系统的运行效率最高。为此,建立了电驱动系统的稳态损耗模型,并通过仿真和试验结果的对比验证了损耗模型的有效性。实验结果表明系统损耗随励磁电流和占空比的改变而改变,从而验证了该文提出的优化效率控制方法的可行性。     

热声发电蓄电池系统最大充电功率捕获策略

目的研究行波热声发电蓄电池系统(TWTEGB)的组成结构,探索提高行波热声发电系统(TWTAEG)输出电功率稳定性和TWTEGB充电功率捕获能力的技术方法.方法根据热动力学原理,电磁感应定律和基尔霍夫定律建立了TWTEGB最大充电功率捕获控制系统模型,设计了采用Buck-Boost变换器对TWTAEG输入到蓄电池的充电电压进行斩波控制方式,实现TWTEGB最大充电功率捕获控制策略的MOSEFT开通与关断的切换方法.结果结合TWTAEG的运动学及输出电特性设计了AC/DC变换器开关管MOSEFT最优开通与关断的切换时间,利用脉冲宽度调制技术对TWTAEG输出电压进行控制,将TWTAEG输出的交变电能储存进蓄电池提高TWTEGB充电功率捕获能力.利用灶台余热TWTAEG数据进行仿真,TWTEGB捕获充电功率的能力比现有直接充电方式提高了26.6%.结论采用考虑TWTEGB运动特性和输出电特性设计的Buck-Boost变换器结构及其MOSEFT开通与关断的切换方法,不仅能提高蓄电池子系统从TWTEGB中捕获充电功率的能力,而且还可以提高TWTAEG输出电功率的能力及稳定性.     

基于时域仿真的船舶电力系统暂态分析

船舶电力系统一般分为发电、配电、输电、用电4个部分。通过研究各部分的运行机理后在MATLAB 软件的Simulink环境下,利用模块化的方法,建立了柴油机及其调速系统、发电机励磁系统以及功率负载的仿真模型,进而搭建起船舶电力系统的仿真模型。通过对船舶电站暂态稳定性的特点进行分析,对船舶电力系统的正常运行以及发生的故障的情况进行了仿真并得到仿真结果。结果反映了船舶电站在正常和故障2种状况运行时电网上各部分以及发电机组的电压、电流运行情况,比较准确地反映实际运行中暂态稳定的过程。     

可变速抽水蓄能发电技术的应用与进展

 可变速抽水蓄能可成为电网负荷频率控制、平衡可再生能源发电出力波动的有效手段。论文在介绍可变速抽水蓄能整体结构的基础上,重点介绍了交交方式和交直交方式变频励磁单元的拓扑和构成。说明了交交方式具有器件少、可靠性高、易于大容量化等优点,但存在频率只能整数倍减小、无法实现大范围连续调节、响应速度较慢等缺点。而交直交方式具有频率可大范围连续调节、响应速度较快等特点,其性价比呈快速上升趋势。分析了机组在发电方式和电动方式时运行的变速原理和调节过程。通过发电出力与转速的关系曲线说明通过转速控制实现最佳出力的过程。通过泵类负荷输入功率与转速的关系,描述了电动方式下调节转速对电网功率调节的作用。综合考虑能量平衡、波动负荷与可再生能源发电出力跟踪控制及电压稳定控制的需求,形成参考功率。在此基础上,采用d-q解耦方法实现可变速机组有功与无功功率的控制。最后,通过电网功率调节、电压波动控制及风电功率波动抑制示例,阐述了可变速机组对电网运行的控制作用。     

基于80C196KC开关磁阻发电机控制系统的设计

分析了开关磁阻发电机的发电机理,设计了一套基于80C196KC的数模混合控制系统,系统采用角度位置控制方式,实行电流内环?电压外环双闭环控制.仿真研究表明,该控制系统能实现在宽广速度范围内实现高效发电的目标,当负载发生突变时发电机具有良好的动态特性,缺相故障运行时,具有较好的容错运行能力.     

基于直流发电机的风力发电系统及其控制策略

针对风力发电系统的特点,结合直流发电机的特性,提出了基于直流发电机的风力发电系统.从理论上分析了该系统的可行性及其优点,重点对其控制策略进行研究,在动模实验室内建立基于直流发电机的风力发电系统的模拟系统,以直流电动机作原动机,调节直流电动机的转速,模拟风速变化引起的风力机转速的变化,并通过试验验证了该系统的可行性.     

改进的多端柔性直流系统多点直流电压无差协调控制策略

针对换流站采用传统下垂控制消纳不平衡功率时引起的直流电压偏差问题，提出一种改进的多点直流电压优化协调控制策略。将不平衡功率作为前馈补偿量注入到传统下垂控制中，通过平移下垂曲线来实现直流电压的准无差调节；根据换流站功率裕度，来合理设定各换流站的前馈补偿量；为避免不平衡功率过大而导致下垂控制换流站满载运行，将偏差控制引入到定有功功率换流站，协同下垂控制换流站消纳余下的不平衡功率。最后，基于PSCAD/EMTDC建立五端VSC-MTDC系统模型进行仿真，仿真结果表明，所提控制策略可以实现直流电压的准无差调节，优化了系统的潮流分布，提升了系统的运行稳定性。     

开关磁阻起动／发电机控制方法研究

根据磁阻效应产生电磁转矩的机理,提出开关磁阻起动／发电机相电流斩波和角度位置控制方法,通过调节相电流斩波限及关断延时、相绕组开通励磁开关断续流相对位置,就可控制起动转矩和发电电压,不同控制参数的数值仿真分析和样机实测表明：对于低速起动状态,相电流斩波限配合固定关断延时可实现有效的恒转矩起努控制;对于高速起动状态,相电流斩波限配合固定关断延时可实现有效的恒转矩起努控制;对于调整起努状态,调节相绕组开通及关断位置角可可实现恒功率起动控制;对于发电状态,依据原动机转速和负载变化的具体情况,同时或单独调节相电流斩波限及相绕组开通、关断的位置角,可有效提高发电机稳态发电品质和动态瞬变特性。     

全桥全控型并网变流器在风力发电系统中的应用

直驱风力发电系统中,变流器是将发电机所发的电能输送至电网的设备,它是完成将发电机发出的变压变频的电能转换成恒压恒频的电能的装置,并能够实现对发电机输出的电流、功率因数等的快速调节,减少对电网的谐波污染。在对比分析了当前水平的全功率并网变流器主电路拓扑结构基础上,重点对永磁直驱风力发电的网侧变流器做了深入的分析,建立了两相旋转坐标系(d-q)下的数学模型。在同步旋转坐标系下,将输入功率因数改善到单位功因,降低了单位谐波含量。同时,在三相全桥全控型直流-交流变流器市电并网下,提出了交-直轴电流闭回路控制,使永磁式同步发电机向电网提供电能。利用Matlab/Simulink搭建系统模型。仿真表明设计的交-直轴电流闭回路控制,具有谐波含量低、响应速度快、风能利用率高、控制效果良好等特点,验证了理论研究的正确性。     

变速恒频双馈风力发电系统的励磁电源

给出了变速恒频双馈风力发电系统中交流励磁电源的控制方案.在基于电网电压定向的基础上,分别对转子侧变换器和网侧变换器进行了研究.分析了双馈电机数学模型,并对空载并网控制策略进行了设计,实现了系统在变风速条件下无冲击电流并网.采用直接电流控制对网侧变换器进行控制,并实现了能量双向流动,功率因数可调,使双馈风力发电系统能运行在次同步和超同步两种状态下.实验结果证实了理论分析的正确性和控制策略的有效性.     

含电压逆变型分布式电源配电网的短路电流计算

分布式发电接入改变了配电网潮流和短路电流分布,其提供的短路电流将对电网保护和重合闸动作产生影响。文中通过研究电压控制逆变型分布式电源(IIDG)的故障响应特性,分析配电网不对称故障时IIDG三相平均功率与正负序网功率关系,建立计及电压型IIDG对称控制特征的短路计算序分量模型。根据IIDG与配电网正负序网络的交互作用,推导电压型IIDG的故障电流变化规律,提出计算含电压型IIDG配电网短路电流的对称分量迭代算法。在PSCAD/EMTDC仿真软件中建立电压型IIDG的电磁暂态模型,仿真验证了该方法的正确性。     

Boost型ZVT-APFC电路的实验研究

零电压转换(ZVT)变换器是一种性能优良的软开关电路，与一般的零电压准谐振电路相比，其功率开关管的谐振电压应力较小。对Boost型的ZVT软开关电路及其改进型电路进行了比较，推导出工作过程的各种状态，并设计了应用UC3855 APFC的控制芯片的ZVT单相整流电源，给出了仿真、实验结果和主要参数的设计。实验表明，该电源具有损耗低、效率高、开关噪音小等优点。