开绕组双馈电机调速系统研究
本文关键词:开绕组双馈电机调速系统研究
【摘要】:能源危机一直是世界性的问题。为了缓解能源危机,世界各国一方面大力发展绿色、低碳清洁的能源,另一方面推广节能技术、提高能源利用率。在这过程中,双馈调速系统以其独特的优越性,逐渐取代其他调速系统,并在风力发电以及水力发电等领域得到广泛引用。在大功率交流调速场合,多电平技术一直被广泛应用。产生的电平数越多,相应的算法也更加复杂。开绕组电机以其独特的结构,配合相应的算法,也可达到产生多电平的效果,并且算法更加简单。同时,绕组开路结构的电机也便于实现多种能量形式的发电。结合双馈电机及开绕组电机的优点,本文对开绕组双馈电机的调速系统进行研究。本文首先介绍了本课题研究的背景、发展历史以及国内外研究现状。分析了课题的研究意义,即传统双馈电机定转子侧电压等级不同,带来的变压器成本高及维护困难的问题,以及传统双馈电机的低压穿越问题。对开绕组双馈电机的动态数学模型及结构原理进行了分析,并根据其数学模型在Matlab/Simulink中搭建了开绕组双馈电机的电机模型。对开绕组双馈电机在不同运行工况下的能量流动情况进行了分析。其次,本论文分析了在保证电网不产生无功功率的情况下,定子磁链随转速变化时,开绕组双馈电机在不同工况下的功率关系、电压和电流关系。还分析了不同转速情况下,为了保持定子磁链恒定,开绕组双馈电机在不同工况下的功率关系及电压和电流关系。以此分析为理论基础,研究设计了开绕组双馈电机转子侧和定子侧变换器的矢量控制策略。最后,根据理论分析以及所设计的控制策略,利用Matlab/Simulink搭建了开绕组双馈电机调速系统的仿真模型。通过仿真验证了开绕组双馈电机调速系统的正确性以及可行性。之后,搭建了开绕组双馈电机的实验平台,利用DSP将控制系统数字化,通过实验验证了开绕组双馈电机调速系统的实用性。
【关键词】:开绕组 双馈电机 多电平 矢量控制 DSP
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM303
【目录】:
- 致谢4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-16
- 变量注释表16-18
- 1 绪论18-29
- 1.1 课题研究背景及意义18-19
- 1.2 双馈电机研究现状19-23
- 1.3 开绕组电机研究现状23-28
- 1.4 本文研究内容28-29
- 2 开绕组双馈电机的结构与磁链分析29-52
- 2.1 引言29
- 2.2 开绕组双馈电机数学模型及仿真模型建立29-35
- 2.3 开绕组双馈电机的结构与功率流向分析35-40
- 2.4 不同磁链条件下开绕组双馈电机的变量分析40-51
- 2.5 本章小结51-52
- 3 开绕组双馈电机的控制策略设计52-63
- 3.1 引言52-53
- 3.2 开绕组双馈电机定子侧变换器控制策略设计53-57
- 3.3 开绕组双馈电机转子侧变换器控制策略设计57-62
- 3.4 本章小结62-63
- 4 开绕组双馈电机调速系统仿真研究63-75
- 4.1 仿真模型建立与验证63-66
- 4.2 开绕组双馈电机调速系统的模型与仿真66-74
- 4.3 本章小结74-75
- 5 实验研究75-86
- 5.1 开绕组双馈电机的控制系统结构75-76
- 5.2 控制系统硬件电路76-77
- 5.3 控制系统软件设计77-80
- 5.4 实验结果及分析80-85
- 5.5 本章小结85-86
- 6 结论与展望86-89
- 6.1 结论86-87
- 6.2 展望87-89
- 参考文献89-95
- 作者简历95-97
- 学位论文数据集97
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,本文编号:973331
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