应用于风力发电中的定子双绕组异步电机发电技术

1 课题简介本课题研究开发了新型定子双绕组异步风力发电机系统及其控制技术,并得到了成功应用.该发电系统具有无电刷滑环,结构简单坚固、成本低、易维护,能变速变负载下能输出恒压直流,适合于直流集电.本课题首先研究了该新型定子双绕组异步风力发电机的设计理论,编制了适用的风力发电机的设计软件;建立了双定子绕组异步发电机的仿真模型,用仿真的手段研究了发电机控制及风电场运行控制规律;提出了系统的综合优化设计方法,解决了宽风速范围的系统优化配置与控制问题;针对弱风运行区风能利用问题,提出了一种能在宽风速范围恒压输出的电路拓扑,利用电压泵升技术从控制绕组变换器直流母线输出恒定直流电压,辅以发电机效率最优控制技术,提高了风能利用效率;组建了50kVA定子双绕组风力发电机的实验室研究平台,为进一步进行风力发电研究打下基础.     

三相交流异步电机矢量控制系统仿真建模

分析了三相交流异步电机的数学模型,介绍了三相交流异步电机的矢量控制原理.采用模块式设计方法和结构化设计方法,开发了基于MATILAB/SIMULINKV参数化三相交流异步电机矢量控制仿真模型.该模型的输入参数为电机转子目标转速和转子实时转速,输出参数为电机输出转矩.基于建立的仿真模型开展了电机空载变速过程和恒速加载过程仿真.仿真结果表明,所设计的仿真模型能够实现电机运动过程中转速和转矩的准确计算;所设计的参数化仿真模型可用于三相交流异步电机矢量控制系统仿真研究.     

感应电机无速度传感器技术综述

对异步电机无速度传感器技术进行了综述，介绍了常见的速度估计方法，着重介绍了人工智能估计方法，并就今后的发展方向提出了看法。     

PWM逆变器驱动异步电动机的稳定性分析和控制

在文献「１」研究的基础上，又对ＰＷＭ逆变器的“死区效应”进行了分析，认为误差脉电压和定子电阻都是影响异步电动机稳定运行的原因，为此，设计了一种控制电路，通过实验，证实了分析和正确性。     

三相低压不接地系统单相接地故障的定位检测方法

针对３８０Ｖ代压不接地系统中电动机的单相接地故障,提出了一种通用外加直流电流进行定位检测的方法,并分析了外加直流信号对运行电动机的影响,讨论了该方法的一种实现方案。     

基于MAX+PLUSII的异步电动机软起动过程的仿真

用FPGA实现异步电动机软起动.通过MAX+PLUSII软件用VHDL语言对FPGA进行编程,并在MAX+PLUSII/SIMULATOR中进行了仿真,给出了仿真结果.     

自调整模糊控制器在异步电机矢量控制系统中的应用

针对异步电机矢量控制系统因电机参数变化和负载波动等因素性能变差的问题 ,设计了一种二维自调整模糊控制器作为滑差频率式异步电机矢量控制系统的速度调节器。这种自调整模糊控制器可以根据输入变量的大小调整模糊控制器的量化因子、比例因子和两个输入变量的权重 ,从而自动调整模糊控制规则。仿真和实验结果说明 ,具有自调整模糊控制器的异步电机矢量控制系统不仅动态和稳态性能都得到提高 ,而且具有较强的鲁棒性。     

基于无功功率模型的异步电机矢量控制系统转子时间常数辨识

针对异步电机矢量控制系统受电机参数变化影响大的问题,采用模型参考自适应系统(MRAS)在线辨识电机转子时间常数.为了增强辨识方法对定子电阻的鲁棒性,提高辨识精度,根据转子磁链模型构造无功功率模型建立MRAS,采用Popov超稳定性理论设计自适应规律,得到基于无功功率模型的转子时间常数辨识方法,抑制定子电阻变化对辨识精度的影响,将该转子时间常数辨识方法应用于异步电机矢量控制系统.仿真结果证明:MRAS有效地提高了矢量控制系统性能,转子磁链轨迹趋于圆形,电流谐波分量明显减少;转子磁链观测误差明显降低,其平均绝对误差相对值为2.87%;转矩脉动大大降低,其平均绝对误差相对值为2.09%.     

五相空间矢量PWM技术

为了突破功率元器件对三相异步电机变频调速系统容量的限制,通过对三相异步电机相数的扩展得到了多相异步电机．在三相空间矢量脉冲宽度调制(PWM)的基础上,提出一种适用于五相异步电机变频调速系统的五相空间矢量PWM控制技术和调制方法．通过Matlab／Simulink进行计算机仿真,得到较高的电压调制比和良好的电流波形．五相空间矢量PWM技术可以应用到五相异步电机变频调速系统中,并能够提供较好的控制性能。     

十二相高速异步发电机转子损耗

为了分析采用鼠笼实心转子特殊结构的十二相带整流负载高速异步发电机转子发热情况,需要准确求得电机转子中产生的损耗。采用有限元软件AN SY S对电机进行了二维谐波场及瞬态场的计算,将转子损耗分为定子基波电流产生的基波磁场引起的损耗、定子基波电流产生的齿谐波磁场引起的损耗和齿谐波磁导变化引起的损耗等3部分。仿真计算结果表明:基波磁场损耗较小,47、49次齿谐波磁场损耗较大,而齿谐波磁导变化引起的损耗最大。因此,在高速实心转子异步电机中,齿谐波磁场和齿谐波磁导变化在转子引起的损耗占转子损耗的主要部分。