本文選題：異步電機(jī) + 矢量控制　； 參考：《華中科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：在風(fēng)力發(fā)電相關(guān)技術(shù)研究中，由于存在天氣、環(huán)境、成本等多種因素，直接利用風(fēng)力機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究很困難。因此，研制實(shí)驗(yàn)室內(nèi)風(fēng)力機(jī)模擬平臺(tái)很有必要，即通過(guò)控制電機(jī)模擬風(fēng)力機(jī)在一系列風(fēng)速序列下的特性，為發(fā)電系統(tǒng)提供機(jī)械動(dòng)力。本文以風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性入手，以異步電機(jī)矢量控制為手段，對(duì)風(fēng)力機(jī)靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性模擬進(jìn)行了深入的分析和研究。 本文從風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)學(xué)方面對(duì)模擬風(fēng)力機(jī)的原理進(jìn)行了介紹，按靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性兩方面展開(kāi)分析，給出了用于動(dòng)態(tài)模擬的風(fēng)速模型和大慣量轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)哪Ｐ停治隽嗽O(shè)計(jì)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償中轉(zhuǎn)速濾波器的方法，最后利用仿真平臺(tái)驗(yàn)證了理論分析的正確性。 基于矢量控制原理和坐標(biāo)變換工具，以異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，分析了異步電機(jī)轉(zhuǎn)子場(chǎng)定向控制系統(tǒng)的原理，討論了本文所采用的轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)方法。并依據(jù)經(jīng)典控制理論分別設(shè)計(jì)了電流調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)子磁鏈調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。最后通過(guò)仿真驗(yàn)證了矢量控制系統(tǒng)良好的設(shè)計(jì)性能。 基于上述理論研究，搭建了風(fēng)力機(jī)模擬平臺(tái)，介紹了風(fēng)力機(jī)模擬平臺(tái)的結(jié)構(gòu)與功能，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了基于LabVIEW的人機(jī)交互界面和相應(yīng)所用DSP程序的架構(gòu)，最后利用Plecs仿真軟件對(duì)整個(gè)風(fēng)力機(jī)模擬平臺(tái)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。 在上述平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)工作，首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了異步電機(jī)矢量控制的控制性能。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了風(fēng)力機(jī)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性的模擬，將負(fù)載發(fā)電機(jī)控制在轉(zhuǎn)速閉環(huán)的工況下測(cè)試了風(fēng)力機(jī)靜態(tài)特性的整段曲線，對(duì)比了大慣量模擬前后的特性差異，，并進(jìn)行了60s連續(xù)風(fēng)速序列的風(fēng)力機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)。最后與網(wǎng)側(cè)逆變器級(jí)聯(lián)進(jìn)行了并網(wǎng)發(fā)電實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文理論的正確性，模擬性能滿足設(shè)計(jì)要求。
[Abstract]:In the research of wind power generation technology, it is very difficult to use wind turbine directly because of the weather, environment, cost and other factors.Therefore, it is necessary to develop the simulation platform of wind turbine in laboratory, that is, to provide mechanical power for power generation system by controlling the characteristics of wind turbine under a series of wind speed series.Based on the torque characteristics of wind turbine and vector control of asynchronous motor, the static and dynamic characteristics of wind turbine are analyzed and studied in this paper.In this paper, the principle of simulated wind turbine is introduced from the aspect of wind turbine aerodynamics, and the wind speed model and large inertia torque compensation model for dynamic simulation are given.The method of designing rotational speed filter in torque compensation is analyzed, and the correctness of theoretical analysis is verified by simulation platform.Based on vector control principle and coordinate transformation tool, the principle of rotor field oriented control system of asynchronous motor is analyzed based on the mathematical model of asynchronous motor, and the rotor flux observation method adopted in this paper is discussed.According to the classical control theory, the current regulator, rotor flux regulator and speed regulator are designed respectively.Finally, the good performance of vector control system is verified by simulation.Based on the above theoretical research, the wind turbine simulation platform is built, and the structure and function of the wind turbine simulation platform are introduced. Based on this, the human-computer interface based on LabVIEW and the corresponding DSP program architecture are designed.Finally, Plecs simulation software is used to simulate the whole wind turbine simulation platform.The experimental work is carried out on the above platform. Firstly, the control performance of vector control of asynchronous motor is verified by experiments.On this basis, the static and dynamic characteristics of the wind turbine are simulated, the load generator is controlled in the closed loop of speed, the whole curve of the static characteristic of the wind turbine is tested, and the difference of the characteristics before and after the simulation of the large inertia is compared.The simulation experiment of 60 s continuous wind speed series was carried out.Finally, a grid-connected power generation experiment with cascaded grid side inverter is carried out.The experimental results verify the correctness of the theory and the simulation performance meets the design requirements.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM343;TM614

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9 朱

本文編號(hào)：1768406