无刷双馈独立发电系统双侧变换器及其控制策略研究
发布时间：2021-04-08 00:40
在船舶发电中,轴带发电技术通过利用主机冗余功率发电,减少了轻质柴油的使用,充分提高了能源利用效率,降低了船舶发电成本。轴带发电技术属于变速恒频发电方式,而无刷双馈电机（BDFM）在变速恒频发电领域具有极大优势。由它构成的发电机系统所需功率变换器容量小,同时,电机没有电刷和滑环,大大增加了结构可靠性、系统可维护性。基于此,本文将针对BDFM独立发电系统进行研究,主要研究当船舶主轴转速发生变化、船舶负载发生投切时,系统如何通过合理控制来保证所发出电能质量的问题。本文确立了由原动机、BDFM、双PWM变换器构成的无刷双馈独立发电系统整体结构,确定了将双PWM变换器分为控制绕组侧变换器和功率绕组侧变换器分别研究其控制策略的研究思路。本文首先对控制绕组侧变换器的控制策略进行了研究,分析了BDFM的基本运行原理。为了实现功率绕组和控制绕组电量参数的解耦控制,本文引入了双转子速坐标系无刷双馈电机数学模型,并在此基础上推导了双同步速下电机数学模型,实现了被控量变为直流量的特性。接着本文提出了一种基于功率绕组磁链定向的变速恒频发电控制策略,实现了对BDFM发电电压的准确控制,从而使BDFM变工况条件下动...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常用BDFM转子结构图
图 2-9 BDFM 功率绕组磁链定向的变速恒频发电控制仿真模型图仿真目标：变换器直流侧电压取 650V，无刷双馈电机作为发电机，目标发出电压为三相正弦电压，每相幅值为 311V，频率 50Hz。电机仿真参数如下表所示：表 2-1 无刷双馈电机仿真参数表参数 数值 参数 数值 2 mH 20.1 4 mH 54.75 Ω 0.257 mH 10.2 Ω 0.7 mH 11.1 Ω 0.1 J N 20.01 mH 522.4.1 转速突变仿真
图 3-9 主电路仿真模型图3.4.1 基于 PI 调节的定频直接功率仿真图 3-10 基于 PI 调节的定频直接功率控制器模型（1）仿真工况：从空载启动,到 0.1s 切换为带半负载，到 0.3s 切换为带额定负载，仿真总长 0.5s。模型电压外环 PI 参数为 1= 1， 1= 30，功率内环 PI 参数为 2= 10， 2= 10。仿真结果如下：
【参考文献】：
期刊论文
[1]无刷双馈电机的研究现状与最新进展[J]. 阚超豪,鲍习昌,王雪帆,熊飞,马伯. 中国电机工程学报. 2018(13)
[2]复合线圈结构无刷双馈电动机的变极起动研究[J]. 吕丽君,阚超豪,陈秋明. 微电机. 2018(06)
[3]无刷双馈电机转子优化的最优点参数解耦法[J]. 夏野,边涛,朱景伟. 微特电机. 2018(05)
[4]无刷双馈电机定子电压定向的矢量控制策略[J]. 段琦玮,刘石,龙腾. 微特电机. 2018(02)
[5]同心式转子结构无刷双馈电机的性能分析[J]. 焦辉,阚超豪,王晓晨,刘祐良,阚立琦. 微电机. 2017(11)
[6]无刷双馈电机的模糊占空比直接转矩控制[J]. 李冰,刘石,陈英慧. 自动化仪表. 2017(11)
[7]基于无刷双馈发电机的船舶独立发电系统励磁控制和性能分析[J]. 陈昕,王雪帆. 电工技术学报. 2017(03)
[8]功率器件IGBT的选型探究[J]. 王荦荦,罗文广. 电子技术与软件工程. 2016(05)
[9]基于新的T型稳态模型的独立无刷双馈发电机性能分析[J]. 刘毅,艾武,陈冰,陈科,陈高林. 微电机. 2015(05)
[10]三相PWM整流器主电路参数确定方法[J]. 裴素萍,吴必瑞. 电测与仪表. 2014(13)
博士论文
[1]无刷双馈电机独立发电系统控制方法研究[D]. 刘毅.华中科技大学 2015
[2]无刷双馈风力发电机无速度传感器控制的研究[D]. 朱云国.合肥工业大学 2014
[3]绕线转子无刷双馈电机建模分析和电磁设计研究[D]. 熊飞.华中科技大学 2010
[4]变速恒频无刷双馈发电系统独立运行控制研究[D]. 吴涛.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]SVPWM整流在无刷双馈电机独立发电系统中的研究与应用[D]. 张志浩.华中科技大学 2015
[2]三相电压型PWM整流器直接功率控制研究[D]. 张盟.华中科技大学 2015
[3]三相高功率因数PWM整流器的设计与开发[D]. 廖威.湖南大学 2014
[4]绕线式转子无刷双馈电机发电系统双PWM控制研究与设计[D]. 刘珮琪.华中科技大学 2014
[5]基于DSP的三相电压型PWM整流器设计与研究[D]. 李君.广东工业大学 2012
本文编号：3124510
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常用BDFM转子结构图
图 2-9 BDFM 功率绕组磁链定向的变速恒频发电控制仿真模型图仿真目标：变换器直流侧电压取 650V，无刷双馈电机作为发电机，目标发出电压为三相正弦电压，每相幅值为 311V，频率 50Hz。电机仿真参数如下表所示：表 2-1 无刷双馈电机仿真参数表参数 数值 参数 数值 2 mH 20.1 4 mH 54.75 Ω 0.257 mH 10.2 Ω 0.7 mH 11.1 Ω 0.1 J N 20.01 mH 522.4.1 转速突变仿真
图 3-9 主电路仿真模型图3.4.1 基于 PI 调节的定频直接功率仿真图 3-10 基于 PI 调节的定频直接功率控制器模型（1）仿真工况：从空载启动,到 0.1s 切换为带半负载，到 0.3s 切换为带额定负载，仿真总长 0.5s。模型电压外环 PI 参数为 1= 1， 1= 30，功率内环 PI 参数为 2= 10， 2= 10。仿真结果如下：
【参考文献】：
期刊论文
[1]无刷双馈电机的研究现状与最新进展[J]. 阚超豪,鲍习昌,王雪帆,熊飞,马伯. 中国电机工程学报. 2018(13)
[2]复合线圈结构无刷双馈电动机的变极起动研究[J]. 吕丽君,阚超豪,陈秋明. 微电机. 2018(06)
[3]无刷双馈电机转子优化的最优点参数解耦法[J]. 夏野,边涛,朱景伟. 微特电机. 2018(05)
[4]无刷双馈电机定子电压定向的矢量控制策略[J]. 段琦玮,刘石,龙腾. 微特电机. 2018(02)
[5]同心式转子结构无刷双馈电机的性能分析[J]. 焦辉,阚超豪,王晓晨,刘祐良,阚立琦. 微电机. 2017(11)
[6]无刷双馈电机的模糊占空比直接转矩控制[J]. 李冰,刘石,陈英慧. 自动化仪表. 2017(11)
[7]基于无刷双馈发电机的船舶独立发电系统励磁控制和性能分析[J]. 陈昕,王雪帆. 电工技术学报. 2017(03)
[8]功率器件IGBT的选型探究[J]. 王荦荦,罗文广. 电子技术与软件工程. 2016(05)
[9]基于新的T型稳态模型的独立无刷双馈发电机性能分析[J]. 刘毅,艾武,陈冰,陈科,陈高林. 微电机. 2015(05)
[10]三相PWM整流器主电路参数确定方法[J]. 裴素萍,吴必瑞. 电测与仪表. 2014(13)
博士论文
[1]无刷双馈电机独立发电系统控制方法研究[D]. 刘毅.华中科技大学 2015
[2]无刷双馈风力发电机无速度传感器控制的研究[D]. 朱云国.合肥工业大学 2014
[3]绕线转子无刷双馈电机建模分析和电磁设计研究[D]. 熊飞.华中科技大学 2010
[4]变速恒频无刷双馈发电系统独立运行控制研究[D]. 吴涛.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]SVPWM整流在无刷双馈电机独立发电系统中的研究与应用[D]. 张志浩.华中科技大学 2015
[2]三相电压型PWM整流器直接功率控制研究[D]. 张盟.华中科技大学 2015
[3]三相高功率因数PWM整流器的设计与开发[D]. 廖威.湖南大学 2014
[4]绕线式转子无刷双馈电机发电系统双PWM控制研究与设计[D]. 刘珮琪.华中科技大学 2014
[5]基于DSP的三相电压型PWM整流器设计与研究[D]. 李君.广东工业大学 2012
本文编号：3124510
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