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混合励磁同步发电机交流励磁的磁场定向控制研究

发布时间:2018-04-09 00:22

  本文选题:混合励磁同步发电机 切入点:独立电源 出处:《华北电力大学(北京)》2014年硕士论文


【摘要】:为了解决永磁同步发电机输出电压难以调控的问题,本文提出了一种并列结构混合励磁同步发电机,并对提出的交流励磁磁场定向矢量控制策略进行研究。首先,论文提出了一种并列结构的混合励磁同步发电机,该发电机直接采用交流励磁并且电励磁部分无转子结构。论文对提出的新型混合励磁同步发电机的结构、工作原理、发电机内部电磁关系及稳态时等效电路进行了分析。在此基础上,建立了混合励磁同步发电机的数学模型和仿真模型,模型中考虑了因发电机的永磁部分采用内嵌式转子结构导致电枢绕组交直轴电抗不等的情况。接着,为实现发电机输出电压稳定,研究了混合励磁发电机电励磁场定向于d轴的矢量控制策略,该控制策略能够用最小的电励磁磁动势得到最大的电压调整量,并且提出了电压空间矢量和强迫磁场定向的两种电励磁磁场定向控制方法。基于MATLAB/Simulink对提出的两种电励磁磁场定向控制方法进行了仿真,并且在仿真中考虑了发电机的启动过程。在电压空间矢量磁场定向的控制方法中,理论和仿真均验证了电励磁磁链与励磁电压q轴分量uqf成正比,发电机输出电压的调节取决于励磁电压的q轴分量。论文讨论了混合励磁发电机励磁工作点的选取问题。仿真结果表明,本文提出的两种励磁控制系统都具有良好稳态和动态性能,负载变化时,发电机的输出电压能够保持恒定,强迫磁场定向控制方法具有很好的磁场定向效果。
[Abstract]:In order to solve the problem that the output voltage of PMSG is difficult to control, a hybrid excitation synchronous generator with parallel structure is proposed in this paper.Firstly, a hybrid excitation synchronous generator with parallel structure is proposed. The generator is composed of AC excitation and electrically excited part without rotor.In this paper, the structure, working principle, electromagnetic relation and steady-state equivalent circuit of the new hybrid excitation synchronous generator are analyzed.On this basis, the mathematical model and the simulation model of the hybrid excitation synchronous generator are established. In the model, the unequal reactance of the armature winding is considered due to the embedded rotor structure in the permanent magnet part of the generator.Then, in order to achieve the stability of generator output voltage, the vector control strategy of electromechanical excitation field oriented to d axis of hybrid excitation generation is studied. The control strategy can obtain the maximum voltage adjustment by using the minimum electroexcitation magnetoEMF.Two control methods of voltage space vector and forced magnetic field orientation are proposed.Based on MATLAB/Simulink, two kinds of electro-excitation field oriented control methods are simulated, and the start-up process of generator is considered in the simulation.In the control method of voltage space vector flux orientation, the theory and simulation show that the electric excitation flux is proportional to the Q axis component uqf of the excitation voltage, and the regulation of generator output voltage depends on the Q axis component of the excitation voltage.This paper discusses the selection of excitation working point of hybrid excitation generator.The simulation results show that the two excitation control systems presented in this paper have good steady-state and dynamic performance, and the output voltage of the generator can be kept constant when the load changes, and the forced field-oriented control method has a good flux-oriented effect.
【学位授予单位】:华北电力大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM31

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本文编号:1724023

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