本文關(guān)鍵詞：無(wú)速度永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制方法研究

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【摘要】：隨著不可再生能源的短缺,可再生能源越來(lái)越受到人類(lèi)的追捧,而風(fēng)力發(fā)電在新能源發(fā)電中也逐漸占據(jù)了很大的比例。永磁同步風(fēng)力發(fā)電技術(shù)因?yàn)榫哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易維護(hù)、成本低、可靠性較高等優(yōu)勢(shì),所以它在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的領(lǐng)域里占據(jù)了半壁江山。但是永磁電機(jī)在旋轉(zhuǎn)時(shí)主要依靠機(jī)械式傳感器采集過(guò)來(lái)電機(jī)的電角度和轉(zhuǎn)速,但是機(jī)械傳感器卻增加了系統(tǒng)的耗費(fèi),使系統(tǒng)整體可靠性大大降低,所以永磁同步發(fā)電技術(shù)中越來(lái)越多的采用無(wú)速度傳感器來(lái)替代機(jī)械傳感器。本課題首先簡(jiǎn)單敘述了風(fēng)電技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)狀況和趨勢(shì),解釋了兩種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在變速恒頻技術(shù)下的運(yùn)行模式。又闡述了在當(dāng)今電氣傳動(dòng)領(lǐng)域中,永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器這一控制技術(shù)的發(fā)展歷程和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。然后,對(duì)永磁同步發(fā)電機(jī)建立了精確的數(shù)學(xué)模型。詳細(xì)敘述了各個(gè)坐標(biāo)系之間的變換矩陣方程及永磁同步發(fā)電機(jī)在三種坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；深入的分析了永磁同步電機(jī)的矢量控制策略的原理和應(yīng)用。為提高永磁同步發(fā)電機(jī)無(wú)傳感器系統(tǒng)的控制性能,本文還介紹了一種考慮死區(qū)影響的無(wú)速度傳感器PMSG控制方法�？紤]死區(qū)對(duì)電壓源型逆變器輸出電壓的影響,對(duì)逆變器進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,通過(guò)這一模型,對(duì)死區(qū)造成的電壓誤差進(jìn)行修正,并采用反電動(dòng)勢(shì)和鎖相環(huán)技術(shù)相結(jié)合的控制算法對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速進(jìn)行估算,使得無(wú)速度傳感器的控制精度進(jìn)一步得到了提高。最后,為了驗(yàn)證理論分析的正確性,針對(duì)本文提出的控制方法進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。對(duì)基于逆變器的硬件控制系統(tǒng)進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)小功率的發(fā)電和電動(dòng)實(shí)驗(yàn),證實(shí)了采取了基于零d軸電流矢量控制下的結(jié)合了反電動(dòng)勢(shì)和鎖相環(huán)技術(shù)的這一控制方法的正確性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī) 無(wú)速度傳感器技術(shù) 矢量控制 反電動(dòng)勢(shì) 死區(qū)補(bǔ)償算法 鎖相環(huán)
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 引言8-14
• 1.1 論文研究的大致背景8-10
• 1.2 永磁同步風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的變流裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介11
• 1.2.2 永磁電機(jī)無(wú)機(jī)械傳感器控制技術(shù)的現(xiàn)狀及課題選取的意義11-12
• 1.3 本課題主要研究?jī)?nèi)容和各個(gè)章節(jié)大致安排12-14
• 第二章 概述永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制技術(shù)14-27
• 2.1 永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和大致分類(lèi)14-15
• 2.2 永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)所建立的數(shù)學(xué)模型15-20
• 2.2.1 坐標(biāo)變換15-16
• 2.2.2 PMSG在ABC坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型16-17
• 2.2.3 PMSG在αβ坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型17-18
• 2.2.4 PMSG在dq坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型18-20
• 2.3 矢量控制技術(shù)簡(jiǎn)述20-27
• 2.3.1 零d軸電流控制方法22-24
• 2.3.2 恒功率因數(shù)矢量控制24
• 2.3.3 恒定氣隙磁鏈控制24-25
• 2.3.4 最大轉(zhuǎn)矩電流比控制25
• 2.3.5 四種控制策略的比較25-27
• 第三章 PMSG無(wú)速度傳感器的控制方法27-37
• 3.1 基于反電動(dòng)勢(shì)的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和速度的估計(jì)27-28
• 3.2 逆變器電壓建模及死區(qū)補(bǔ)償方法28-35
• 3.2.1 三相全橋式逆變器主電路解析及死區(qū)產(chǎn)生原理28-29
• 3.2.2 逆變器輸出電壓的數(shù)學(xué)模型29-32
• 3.2.3 死區(qū)電壓補(bǔ)償算法32-35
• 3.3 鎖相環(huán)轉(zhuǎn)子位置及速度檢測(cè)35-37
• 第四章 永磁同步發(fā)電機(jī)無(wú)傳感器控制系統(tǒng)仿真37-42
• 4.1 PMSG控制系統(tǒng)相關(guān)基礎(chǔ)模塊的搭建37-39
• 4.2 PMSG控制系統(tǒng)的仿真介紹39-42
• 4.2.1 基于i_d=0控制策略的仿真研究39-40
• 4.2.2 結(jié)合反電動(dòng)勢(shì)和鎖相環(huán)技術(shù)的仿真系統(tǒng)分析40-42
• 第五章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析42-55
• 5.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)42-49
• 5.1.1 系統(tǒng)主控制器43-45
• 5.1.2 風(fēng)機(jī)模擬器及相關(guān)設(shè)置45-48
• 5.1.3 永磁同步電機(jī)48-49
• 5.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)49-50
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析50-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 第六章 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 在學(xué)期間的研究成果59-60
• 致謝60

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