本文關(guān)鍵詞：無速度永磁同步風力發(fā)電機控制方法研究

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【摘要】：隨著不可再生能源的短缺,可再生能源越來越受到人類的追捧,而風力發(fā)電在新能源發(fā)電中也逐漸占據(jù)了很大的比例。永磁同步風力發(fā)電技術(shù)因為具有結(jié)構(gòu)簡單、容易維護、成本低、可靠性較高等優(yōu)勢,所以它在風力發(fā)電技術(shù)的領(lǐng)域里占據(jù)了半壁江山。但是永磁電機在旋轉(zhuǎn)時主要依靠機械式傳感器采集過來電機的電角度和轉(zhuǎn)速,但是機械傳感器卻增加了系統(tǒng)的耗費,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)中越來越多的采用無速度傳感器來替代機械傳感器。本課題首先簡單敘述了風電技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實狀況和趨勢,解釋了兩種風力發(fā)電機組在變速恒頻技術(shù)下的運行模式。又闡述了在當今電氣傳動領(lǐng)域中,永磁同步電機無速度傳感器這一控制技術(shù)的發(fā)展歷程和未來的發(fā)展趨勢。然后,對永磁同步發(fā)電機建立了精確的數(shù)學模型。詳細敘述了各個坐標系之間的變換矩陣方程及永磁同步發(fā)電機在三種坐標系下對應(yīng)的數(shù)學模型；深入的分析了永磁同步電機的矢量控制策略的原理和應(yīng)用。為提高永磁同步發(fā)電機無傳感器系統(tǒng)的控制性能,本文還介紹了一種考慮死區(qū)影響的無速度傳感器PMSG控制方法。考慮死區(qū)對電壓源型逆變器輸出電壓的影響,對逆變器進行了數(shù)學建模,通過這一模型,對死區(qū)造成的電壓誤差進行修正,并采用反電動勢和鎖相環(huán)技術(shù)相結(jié)合的控制算法對電機的轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速進行估算,使得無速度傳感器的控制精度進一步得到了提高。最后,為了驗證理論分析的正確性,針對本文提出的控制方法進行了仿真和實驗驗證。對基于逆變器的硬件控制系統(tǒng)進行了軟件設(shè)計。經(jīng)過小功率的發(fā)電和電動實驗,證實了采取了基于零d軸電流矢量控制下的結(jié)合了反電動勢和鎖相環(huán)技術(shù)的這一控制方法的正確性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步風力發(fā)電機 無速度傳感器技術(shù) 矢量控制 反電動勢 死區(qū)補償算法 鎖相環(huán)
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 永磁同步風力發(fā)電技術(shù)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)的變流裝置結(jié)構(gòu)簡介11
• 1.2.2 永磁電機無機械傳感器控制技術(shù)的現(xiàn)狀及課題選取的意義11-12
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容和各個章節(jié)大致安排12-14
• 第二章 概述永磁同步風力發(fā)電機的控制技術(shù)14-27
• 2.1 永磁同步風力發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)和大致分類14-15
• 2.2 永磁同步風力發(fā)電機所建立的數(shù)學模型15-20
• 2.2.1 坐標變換15-16
• 2.2.2 PMSG在ABC坐標系中的數(shù)學模型16-17
• 2.2.3 PMSG在αβ坐標系中的數(shù)學模型17-18
• 2.2.4 PMSG在dq坐標系中的數(shù)學模型18-20
• 2.3 矢量控制技術(shù)簡述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無速度傳感器的控制方法27-37
• 3.1 基于反電動勢的電機轉(zhuǎn)子位置和速度的估計27-28
• 3.2 逆變器電壓建模及死區(qū)補償方法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)學模型29-32
• 3.2.3 死區(qū)電壓補償算法32-35
• 3.3 鎖相環(huán)轉(zhuǎn)子位置及速度檢測35-37
• 第四章 永磁同步發(fā)電機無傳感器控制系統(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)合反電動勢和鎖相環(huán)技術(shù)的仿真系統(tǒng)分析40-42
• 第五章 實驗系統(tǒng)設(shè)計與實驗結(jié)果分析42-55
• 5.1 實驗系統(tǒng)硬件設(shè)計42-49
• 5.1.1 系統(tǒng)主控制器43-45
• 5.1.2 風機模擬器及相關(guān)設(shè)置45-48
• 5.1.3 永磁同步電機48-49
• 5.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計49-50
• 5.3 實驗結(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56-59
• 在學期間的研究成果59-60
• 致謝60

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1 ;高效風力發(fā)電機[J];發(fā)明與革新;2001年05期

2 閆合香;高效風力發(fā)電機[J];機械與電子;2001年05期

3 陳松利 ,田德,王海寬,辛海升;200W濃縮風能型風力發(fā)電機的應(yīng)用[J];農(nóng)村牧區(qū)機械化;2001年03期

4 陳松利,王海寬,辛海升,韓巧麗;200W濃縮風能型風力發(fā)電機抗臺風塔架的設(shè)計[J];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版);2001年04期

5 劉樺;高效風力發(fā)電機[J];微電機(伺服技術(shù));2001年03期

6 明濤;高效風力發(fā)電機問世[J];機械工程師;2002年03期

7 ;阿根廷推出新型風力發(fā)電機[J];上海大中型電機;2002年04期

8 楊小林,范磊,李海峰;300kW可變速風力發(fā)電機的研制[J];大電機技術(shù);2002年05期

9 馬鵬飛;小型風力發(fā)電機使用知識[J];可再生能源;2003年02期

10 ;阿根廷推出新型風力發(fā)電機[J];福建電力與電工;2003年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 侯書紅;張新燕;;利用面向方框圖的仿真方法對風力發(fā)電機進行仿真[A];'2000系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學術(shù)交流會論文集[C];2000年

2 周俊旭;張林文;鄒宇知;;大型風力發(fā)電機復合材料葉片研制探索[A];中國硅酸鹽學會2003年學術(shù)年會論文摘要集[C];2003年

3 周俊旭;張林文;鄒宇知;;大型風力發(fā)電機復合材料葉片研制探索[A];第十五屆玻璃鋼/復合材料學術(shù)年會論文集[C];2003年

4 田德;王海寬;韓巧麗;;濃縮風能型風力發(fā)電機的研究與進展[A];中國農(nóng)業(yè)工程學會第七次全國會員代表大會及學術(shù)年會論文集[C];2004年

5 田德;王海寬;韓巧麗;;濃縮風能型風力發(fā)電機的研究與進展[A];中國農(nóng)業(yè)工程學會第七次會員代表大會論文集[C];2004年

6 田德;王海寬;韓巧麗;;300W濃縮風能型風力發(fā)電機的特性分析[A];農(nóng)業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)——2005年中國農(nóng)業(yè)工程學會學術(shù)年會論文集第一分冊[C];2005年

7 俞紅鷹;;中國小型風力發(fā)電機回顧與展望[A];農(nóng)業(yè)機械化與新農(nóng)村建設(shè)——中國農(nóng)業(yè)機械學會2006年學術(shù)年會論文集（上冊）[C];2006年

8 周俊旭;張林文;鄒宇知;;大型風力發(fā)電機復合材料葉片研制探索[A];第十五屆玻璃鋼/復合材料學術(shù)年會論文集[C];2003年

9 李丹;張義軍;呂偉濤;;風力發(fā)電機葉片姿態(tài)與雷擊概率關(guān)系的模擬分析[A];S13 第十屆防雷減災(zāi)論壇——雷電災(zāi)害與風險評估[C];2012年

10 吳亞飛;;淺談風力發(fā)電機的維修與保養(yǎng)[A];中國農(nóng)業(yè)機械工業(yè)協(xié)會風能設(shè)備分會2012年度論文集（上）[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 季紅兵邋玉濤;戚機廠試制成功風力發(fā)電機[N];常州日報;2007年

2 黃宣傳;黃石一退休高工造出風力發(fā)電機[N];湖北日報;2007年

3 宋亞平 王雪杉 記者　 薛秀穎;哈電領(lǐng)軍國內(nèi)大型風力發(fā)電機[N];哈爾濱日報;2006年

4 本報記者 原子 實習生 王太剛;一種家用風力發(fā)電機在黃石“懷胎”[N];黃石日報;2007年

5 常思哲;渾南將建風力發(fā)電機生產(chǎn)基地[N];沈陽日報;2007年

6 熊兆蓉;德國風力發(fā)電“風險”引起關(guān)注[N];中國信息報;2007年

7 本報記者 應(yīng)尤佳;江特電機合營風力發(fā)電機[N];上海證券報;2008年

8 黃啟艷;中山造“家庭風力發(fā)電機”拿到首張訂單[N];中山日報;2008年

9 記者 毛慶邋通訊員 趙敬翔;南京首個風力發(fā)電機項目落戶溧水[N];南京日報;2008年

10 本報記者 嚴丹;北海風力發(fā)電機正式并網(wǎng)發(fā)電[N];北海日報;2009年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王建宏;風力發(fā)電機的柔性多體動力學研究[D];重慶大學;2009年

2 白\訝，

本文編號：989564