兆瓦级永磁同步风力发电机矢量控制策略

文章针对兆瓦级永磁同步风力发电直驱系统的应用,提出了一种基于定子电流定向的永磁同步风力发电机复合矢量控制策略;该策略在发电机切入速度与转折速度间采用最大转矩电流比控制方式提高系统的发电功率,在转折速度至极限速度间,采用最大功率输出的弱磁控制方式提高系统的稳定性;根据实时检测的发电机运行状况,2种控制策略实现相互转换,应用所提方案于兆瓦级永磁同步风力发电机的控制系统,通过仿真和实验验证所提方案的正确性和可行性。     

3kVA永磁发电机的SPWM调制逆变系统设计

利用SPWM调制对中频永磁发电机的逆变工频电源系统的设计,通过实测样机的电压波形及性能与电励磁的工频发电机的性能比较,分析中频永磁发电机的逆变工频电源的特点。     

3kVA永磁发电机的SPWM调制逆变系统设计

利用SPWM调制对中频永磁发电机的逆变工频电源系统的设计,通过实测样机的电压波形及性能与电励磁的工频发电机的性能比较,分析中频永磁发电机的逆变工频电源的特点。     

采用SVPWM的永磁同步电机伺服系统建模与仿真

分析了永磁同步电机速度伺服系统的控制原理,着重介绍了空间矢量脉宽调制(SVPWM)原理,并利用Matlab/Simulink工具箱搭建了系统仿真模型该方法和传统的正弦脉宽调制方法相比具有更高的电压利用率.仿真结果验证了该模型的正确性和有效性,并为实际PMSM伺服系统设计提供了参考和依据.     

盘式永磁同步发电机的电磁场分析

盘式永磁同步发电机的磁通为轴向,其磁路与传统电机相比具有很大不同,应用常规电机的磁路计算方法难以适用.介绍了盘式永磁同步发电机磁路的特点,推导了盘式永磁同步发电机的基本电磁关系,获得了等效磁路图.分别运用提出的磁路计算方法和Maxwell 3D软件提供的有限元法对一台DPG-5/7型样机电磁场进行了计算,并对2种方法的计算结果进行了比较.结果表明,2种计算结果一致,验证了推导的电磁计算公式是基本正确和可行的.     

齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机

将电机中固有的齿谐波磁场在转子绕组中感应的齿谐波电动势应用于混合励磁永磁同步电机的励磁中,不仅可以提高材料的利用率,而且便于实现电机的无刷化。该文分析了齿谐波磁场的产生机理及它在转子绕组中感应齿谐波电动势的情况,在此基础上提出了一种新型的基于齿谐波磁场励磁的混合励磁永磁同步发电机。为了验证齿谐波励磁的混合励磁的可行性,试制了一台齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机。实验结果表明:齿谐波磁场在转子绕组中感应的齿谐波电动势可以用于实现混合励磁永磁同步电机气隙磁场的调节。     

基于60°坐标系的SVPWM过调制算法

传统的空间矢量脉宽调制(SVPWM)在正交坐标系中实现时,涉及的计算量较大,相应的过调制算法更为复杂.为了更利于实时操作,文中分析了60°坐标系下SVPWM算法的特点,提出了一种计算量小,易于实现的过调制算法.该算法能统一处理参考电压矢量整个调制区域,不需要计算保持角.在六阶梯波模式中,该算法不需要计算参考电压实际角度来选取基本电压矢量,仅需要根据原来没有过调制处理时计算得到的基本电压矢量作用时间做出选择.理论分析和实验结果证明该算法能节省大量计算时间.     

盘式永磁同步发电机的设计研究

提出了一种新型的盘式永磁同步发电机,对其运行原理和电磁设计进行了分析和推导.开发了基于数据库管理系统的盘式永磁同步发电机的电磁设计软件.该软件实现人机交流十分方便,缩短了电机设计周期,提高了工作效率.将这种盘式永磁同步发电机应用于变速恒频风力发电系统中,可以有效的利用资源,降低风电成本.     

谐波注入式多相SVPWM及其矢量意义

从载波角度对多相空间矢量脉宽调制(SVPWM)进行了研究,提出了谐波注入式多相SVPWM算法.建立了零序空间矢量基本函数的一般形式,确定了载波调制中对应于多相SVPWM的零序谐波注入量,通过载波调制的形式等效实现了多相SVPWM.以五相两电平逆变器结构为例,提出了SVPWM中矢量有效的充要条件.论述了多相SVPWM中有效矢量的构成、作用顺序和作用时间的一般性规律.在矢量空间中设定了调制比,得出了相数与线性调制范围的关系.通过实验证明了算法的正确性和有效性.     

一类永磁同步风力发电机混沌系统分析与控制

鉴于直驱式永磁同步风力发电机(D-PMSG)在运行启动或停机时存在混沌振荡现象,这对整个系统及工作状况将产生不利影响。提出了用最优控制,使系统脱离了混沌,运行稳定。首先,验证了在某些参数与工作条件下系统会出现非常复杂的混沌运动。基于最优控制理论,提出了一种控制器,该控制器不仅简单而且易实现。仿真结果验证了理论分析的正确性,以及对研究优良的控制方法提供了理论参考。     

双定子轴向磁场永磁同步风力发电机的设计

研究表明:如果电机的极数足够多,轴向长度与外径的比率足够小的话,轴向磁场电机比传统径向磁场电机的转矩和功率密度大.轴向磁场电机的缺点是电枢铁心制造比较困难.为此本文提出一种新的结构方案,用软磁复合材料形成定子的齿部,再与带冲叠片形成的铁心轭部结合起来形成定子铁心,并且使用集中绕组.然后对这种新型轴向磁场电机进行了电磁设计,并用Ansoft有限元法对电机的磁场进行了仿真.结果表明:通过合理地选择主要尺寸和极数/槽数比,可以获得正弦波的电动势波形和较小的齿槽转矩.     

电动汽车驱动电机控制的脉冲宽度调制算法

续航里程是电动汽车应用的主要瓶颈,提高电机驱动系统的效率是突破该瓶颈的关键技术.逆变器损耗大、效率低不仅会影响电动汽车的续航里程,还会造成电动汽车冷却系统的散热负荷过大,限制逆变器的电流输出能力.为此通过对七段式SVPWM(空间矢量脉冲宽度调制)、Flat-Top(平顶)SVPWM和半频式SVPWM进行比较研究,提出了一种组合式SVPWM方法,即在电动汽车的不同工况下使用不同的调制算法.经一辆电动汽车样车验证,所提方法可以使系统在减小逆变器开关器件损耗的同时,仍能具有相对较高的扭矩控制精度,从而提高其市场竞争力.     

用于永磁同步发电机设计的阻抗模型

找到一个既适合电励磁同步发电机的设计又适合永磁励磁同步发电机的设计的模型是很重要的.模型必须满足几个要求:在实际应用中,模型要简单,能进行快速的计算,其可靠性和精确度要达到一定要求.而用来对交流电机进行设计的传统的阻抗模型普遍能够满足这些要求.这里给出了一个用来对永磁同步发电机进行辅助设计的实际可行的阻抗模型.     

直驱风机三相短路电流特性分析

为了深入分析直驱风机的故障特征,提出了直驱风机的网侧变流器简化模型和含卸荷电路的控制器外特性模型。网侧变流器是一个控制作用下的电能平衡系统,主要研究元件的功能和外特性,忽略网侧变流器的复杂结构,解析直驱风机的短路电流,实际是分析风机端电压跌落作用下的三相电流响应规律。与详细模型进行对比验证,结果表明:当卸荷电路不投入时,直驱风机短路电流稳态值与其输出功率和电压跌落程度有关,除含有工频分量外还有与控制参数相关的衰减频率分量,短路电流呈现先逐渐增大后再减小到稳态值的趋势,随着电压跌落程度的加深,短路电流最大值增加且达到最大值的时间也增加,暂态衰减过程延长;当卸荷电路投入时,短路电流为变流器输出电流的上限。提出的方法有效表征了直驱风机故障特性,对分析逆变型分布式电源的故障特征及其继电保护相关问题具有借鉴意义。     

一种新型永磁同步电机定子磁链观测器

定子磁链估计是直接转矩控制中不可缺少的部分,传统直接转矩控制中通过对反电动势值进行积分估计定子磁链.为了避免纯积分法的缺陷,提出定子磁链估计的改进方法,将扩展卡尔曼滤波引入到直接转矩控制中,利用扩展卡尔曼滤波估计定子磁链,研究了扩展卡尔曼滤波在定子磁链估计中的应用.仿真结果表明所提出的算法克服了传统反电动势积分法的缺陷,不仅能准确估计速度、转子位置和定子磁链,并且对电机参数具有很强的鲁棒性.     

信号的幅度调制原理

调制是将要传送的信息装载到某一高频(载波)信号上去的过程。幅度调制是用调制信号去控制载波的振幅,使其随调制信号线性变化,而保持载波的频率不变。在幅度调制中,根据已调信号的频谱分量不同,分为普通调幅(标准调幅AM)、抑制载波的双边带调幅(DSB)、抑制载波的单边带调幅(SSB)等。它们的主要区别是产生的方法和频谱结构不同。普通调幅(AM)的载波不含信息却占用了大部的信号能量,从而造成白白的浪费,抑制载波调幅(DSB、SSB)只发送边带信号,效率明显提高,但是在解调时需要恢复被抑制的载波。     

基于VHDL的SVPWM发生器的实现

空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术可以提高电压型逆变器的电压利用率和电动机的动态响应性能,还可以减小电动机的转矩脉动。所以在电机的矢量控制系统中得到了广泛的应用。结合FPGA数据处理速度高的特点,以VHDL硬件语言来编写SVPWM,通过QUARTUSII自带仿真软件进行仿真。结果表明:该方法可以有效地控制逆变器桥臂开关。     

直驱轴向磁场永磁同步风力发电机的设计

当电机极数足够多,电机轴向长度与外径的比率足够小时,轴向磁场电机的转矩和功率密度比传统径向磁场电机大.另外,轴向磁场永磁电机还有许多其它优点,如结构简单,轴向长度短,节约材料等,因此轴向磁场永磁同步发电机特别适合于直驱风能转换和电动车应用场合.阐述轴向磁场永磁同步发电机的结构和设计特点,重点介绍磁极和电枢绕组的设计,为轴向磁场永磁同步发电机的设计打下基础.     

非线性调制函数的频谱特性及双谱应用

非线性调制函数的频谱特征分析在工程中具有广泛的实用价值。本文借助 Bessel 函数详细分析了非线性调制(调幅、调频)信号的频谱特性及相位相关特性;概括了用双谱分析非线性调制信号时频谱规律,进而求出应用双谱进行信号主频及调制频率的谱识别方法。通过对步进电机转速误差的双谱分析,验证了该方法的可靠性。     

考虑定子各向异性的永磁同步电机振动噪声优化

为了有效降低永磁同步电机的振动和噪声,在考虑定子各向异性建模的基础上,提出了一种通过定子结构模态规划来优化振动噪声的方法。首先分析了对定子模态频率较为敏感的各向异性材料参数,通过定子铁芯和总成的模态试验进行了参数识别;随后分析了电机在额定工况下的振动和噪声峰值来源,并且在电磁力二维分解的基础上提出了降低电机噪声的模态规划目标;最后分析了主要结构参数对定子模态频率的灵敏度,最终选择定子轭部厚度作为优化参数来实现模态频率的规划。研究结果表明:通过考虑定子材料的各向异性可以建立较为准确的定子模型,模态频率计算值与实测结果的误差都在4%以内;仿真优化后的电机振动峰值下降了58%,总体噪声功率级(A)降低了4.3dB。