非线性负载下无刷双馈感应电机独立发电系统的谐波抑制

发布时间：2021-09-12 19:26

　　船舶轴带发电系统作为一种新型节能发电系统,应用前景非常广阔。与传统的燃料消耗的柴油发电机不同,燃烧劣质燃油的船舶主机作为原动机带动轴带发电机,从而充分利用其冗余功率。在定桨距船舶系统,船舶主机的转速会根据工况变化,这一意味着轴带发电系统为变速恒频发电系统。作为轴带发电机的无刷双馈感应发电机（Brushless Doubly-Fed Induction Generator,BDFIG）是一种交流多端口电机。它不仅保持了继承了传统双馈感应发电机系统中功率变换器的功率较小优势,而且凭借其无刷化提高了系统的可靠性。因此,基于BDFIG的船舶轴带发电系统得到了广泛关注和研究。随着船舶负荷中各种非线性负载迅速增长,独立发电系统中负载电流波形恶化,包含大量谐波电流分量。非线性负载电流在内阻抗的谐波电压降落引起系统输出电压波形畸变,降低了电能质量。在详细分析非线性负载下BDFIG独立发电系统的基础上,本文完整的提出了三种主动谐波抑制方案。根据控制策略实施对象可以分为基于电机侧变换器,负载侧变换器以及双侧变换器等三种谐波抑制策略。首先,基于无刷双馈电机内部电磁关系,利用感应出相应的谐波电动势补偿非线性负... 

【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】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 BDFIG独立发电系统研究现状
    1.3 本文研究主要内容
2 BDFIG系统建模以及非线性负载工况分析
    2.1 BDFIG简介及其数学模型
    2.2 BDFIG独立发电系统特性
    2.3 非线性负载工况分析
    2.4 本章小结
3 基于电机侧变换器的谐波抑制
    3.1 CW电流定向的发电控制
    3.2 基于电机侧变换器的谐波抑制
    3.3 实验验证
    3.4 本章小结
4 基于负载侧变换器的谐波抑制
    4.1 功率绕组电压定向的负载侧变换器控制
    4.2 基于负载侧变换器的谐波抑制
    4.3 实验验证
    4.4 本章小结
5 基于双侧变换器的统一谐波抑制
    5.1 引言
    5.2 基于双侧变换器的统一谐波抑制
    5.3 实验验证
    5.4 本章小结
6 BDFIG独立发电实验系统
    6.1 实验系统硬件设计
    6.2 实验系统软件设计
    6.3 本章小结
7 总结和展望
    7.1 全文总结
    7.2 本文创新点
    7.3 课题展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表论文目录


【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]独立运行无刷双馈发电机基于空间矢量调制的直接电压控制技术[J]. 姬凯,黄声华,曾川,高跃.  电工技术学报. 2015(12)
[3]无刷双馈电机独立发电系统改进标量算法研究[J]. 高举明,万山明,黄声华,刘利黎.  微电机. 2015(02)
[4]无刷双馈电机复合转子结构参数的优化设计[J]. 张凤阁,王秀平,贾广隆,金石.  电工技术学报. 2014(01)
[5]不等匝线圈转子结构的无刷双馈电机研究[J]. 熊飞,王雪帆,程源.  中国电机工程学报. 2012(36)
[6]静止坐标系下无刷双馈感应电机的直接转矩控制[J]. 张爱玲,贾文霞,周赞强,王昕,王建华.  电工技术学报. 2012(07)
[7]14000T化学品船PTO/PTI若干问题的研究和解决[J]. 叶义,陆麒.  科技风. 2012(02)
[8]齿谐波法设计的无刷双馈发电机运行范围[J]. 阚超豪,王雪帆.  中国电机工程学报. 2011(24)
[9]无电网电压传感器三相PWM整流器虚拟电网磁链定向矢量控制研究[J]. 赵仁德,贺益康.  中国电机工程学报. 2005(20)
[10]提高PWM整流器抗负载扰动性能研究[J]. 赵仁德,贺益康,刘其辉.  电工技术学报. 2004(08)

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]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
[3]绕线转子无刷双馈电机及其在独立电源系统中的应用研究[D]. 张经纬.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
[5]船舶多模式电站与船舶电网电能质量研究[D]. 许晓彦.上海海事大学 2007
[6]无刷双馈电机的控制方法研究[D]. 黄守道.湖南大学 2005
[7]变速恒频双馈风力发电机交流励磁电源研究[D]. 赵仁德.浙江大学 2005
[8]磁场调制式无刷双馈电机研究[D]. 张凤阁.沈阳工业大学 1999

硕士论文
[1]独立运行的无刷双馈发电机矢量控制策略研究[D]. 曾川.华中科技大学 2017
[2]船用轴带无刷双馈发电系统负载侧变换器稳定性研究[D]. 汪美林.华中科技大学 2016
[3]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
[4]船用轴带无刷双馈发电系统负载侧变换器研究[D]. 龚飞.华中科技大学 2015
[5]具备PTO/PTI功能的船舶电站建模与控制研究[D]. 张枫.武汉理工大学 2014



本文编号：3394807