無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種新型的變速恒頻電機(jī),與傳統(tǒng)的雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)相比,該類電機(jī)取消了電刷滑環(huán)結(jié)構(gòu),在繼承了轉(zhuǎn)差功率變換優(yōu)勢(shì)的同時(shí),具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高,維護(hù)成本低的優(yōu)勢(shì)。隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的日益加重,尋找清潔、高效可替代的清潔能源成為國(guó)內(nèi)外的熱點(diǎn)課題。風(fēng)能發(fā)電具有成本低、儲(chǔ)量豐富、能量密度高的優(yōu)勢(shì),迄今為止仍是最具大規(guī)模和商業(yè)開發(fā)價(jià)值的新能源發(fā)電方式。在這一背景下,無刷雙饋發(fā)電機(jī)以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì),在條件惡劣的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)合,尤其是海上風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。本文以一種新型雙定子無刷雙饋電機(jī)（DS-BDFIG）為研究對(duì)象,該種電機(jī)本質(zhì)上為一體化的級(jí)聯(lián)無刷雙饋感應(yīng)電機(jī),該電機(jī)的雙定子結(jié)構(gòu)有利于充分利用電機(jī)徑向空間,具有結(jié)構(gòu)緊湊,功率密度高的優(yōu)勢(shì);同時(shí)在設(shè)計(jì)原理上又與傳統(tǒng)的雙饋感應(yīng)電機(jī)類似,是一種極有前途的新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。為便于對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行理論分析,論文首先建立了DS-BDFIG在統(tǒng)一坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型;隨后論文在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了電機(jī)在并網(wǎng)工況下的磁鏈定向矢量控制策略,在合理前饋項(xiàng)的參與下,該控制策略能夠通過對(duì)控制繞組d、q軸電流的控制實(shí)現(xiàn)機(jī)組有功和無功功率的解耦控制;為了分析并... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 無刷雙饋發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)和研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無刷雙饋電機(jī)的分類
        1.2.2 無刷雙饋電機(jī)的基本工作原理
        1.2.3 無刷雙饋電機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)
        1.2.4 無刷雙饋電機(jī)的在風(fēng)力發(fā)電及其他變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)中的研究現(xiàn)狀
        1.2.5 無刷雙饋電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)有研究的不足
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
        1.3.1 論文主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.2 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 雙定子無刷雙饋電機(jī)的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理
    2.1 引言
    2.2 DS-BDFIG的基本結(jié)構(gòu)
        2.2.1 級(jí)聯(lián)式無刷雙饋電機(jī)
        2.2.2 新型雙定子無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)
    2.3 DS-BDFIG風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本運(yùn)行方式
        2.3.1 DS-BDFIG的工作模式
        2.3.2 DS-BDFIG雙饋同步模式下的轉(zhuǎn)速關(guān)系
        2.3.3 DS-BDFIG雙饋同步模式下的功率關(guān)系
    2.4 本章小節(jié)
第三章 DS-BDFIG數(shù)學(xué)模型與靜態(tài)性能分析
    3.1 引言
    3.2 靜止坐標(biāo)系下的DS-BDFIG模型
    3.3 統(tǒng)一旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)下的DS-BDFIG動(dòng)態(tài)模型
        3.3.1 坐標(biāo)軸系的選定與坐標(biāo)變換關(guān)系
        3.3.2 DS-BDFIG統(tǒng)一矢量模型的表達(dá)
    3.4 旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下DS-BDFIG的等效電路
    3.5 雙定子無刷雙饋電機(jī)的靜態(tài)性能
        3.5.1 雙定子無刷雙饋電機(jī)的穩(wěn)態(tài)模型與參數(shù)測(cè)量
        3.5.2 雙定子無刷雙饋電機(jī)的效率分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 DS-BDFIG并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行控制技術(shù)
    4.1 引言
    4.2 基于PW側(cè)磁鏈定向的DS-BDFIG矢量控制
        4.2.1 PW磁鏈定向
        4.2.2 基于電壓模型的PW磁鏈觀測(cè)
        4.2.3 功率外環(huán)設(shè)計(jì)
        4.2.4 電流內(nèi)環(huán)設(shè)計(jì)
        4.2.5 DS-BDFIG空載并網(wǎng)過程
    4.3 PW磁鏈定向矢量功率控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.3.1 穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.3.2 動(dòng)態(tài)過程實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.4 計(jì)及多種運(yùn)行約束條件的DS-BDFIG無功調(diào)節(jié)能力分析
        4.4.1 雙定子無刷雙饋電機(jī)并網(wǎng)工況無功約束條件
        4.4.2 DS-BDFIG機(jī)組銅耗對(duì)無功調(diào)節(jié)能力的影響
        4.4.3 DS-BDFIG電感飽和對(duì)無功調(diào)節(jié)能力的影響
        4.4.4 計(jì)及約束條件的雙定子無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)無功控制策略
        4.4.5 結(jié)論
    4.5 本章小節(jié)
第五章 DS-BDFIG獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行控制技術(shù)
    5.1 引言
    5.2 發(fā)電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    5.3 DS-BDFIG獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)的基本控制策略
        5.3.1 電流內(nèi)環(huán)的推導(dǎo)和設(shè)計(jì)
        5.3.2 功率繞組基波電壓外環(huán)的控制
    5.4 不平衡負(fù)載下DS-BDFIG的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        5.4.1 控制原理
        5.4.2 DS-BDFIG在正序和負(fù)序同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型
        5.4.3 負(fù)序電壓外環(huán)的設(shè)計(jì)
        5.4.4 PIR控制器的設(shè)計(jì)
    5.5 不平衡負(fù)載下DS-BDFIG的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        5.5.1 負(fù)序電壓抑制靜態(tài)性能
        5.5.2 不同負(fù)載下的負(fù)序電壓抑制性能
    5.6 本章小節(jié)
第六章 單變流器BDFIG-DC風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與控制
    6.1 引言
    6.2 DS-BDFIG系統(tǒng)運(yùn)行原理
        6.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成
        6.2.2 單變流器BDFIG-DC轉(zhuǎn)矩成分
        6.2.3 轉(zhuǎn)子電阻Rr對(duì)轉(zhuǎn)矩估算的影響
    6.3 轉(zhuǎn)矩和磁鏈觀測(cè)器
        6.3.1 基于電壓模型的磁鏈觀測(cè)器
        6.3.2 基于小信號(hào)模型的PW頻率控制
        6.3.3 平均轉(zhuǎn)矩控制
    6.4 單變流器BDFIG-DC轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制
        6.4.1 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)最小的電流約束條件
        6.4.2 電流環(huán)設(shè)計(jì)
        6.4.3 系統(tǒng)控制框圖
    6.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        6.5.1 開環(huán)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        6.5.2 閉環(huán)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        6.5.3 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        6.5.4 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化時(shí)的實(shí)驗(yàn)波形
    6.6 本章小節(jié)
第七章 雙定子無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    7.1 引言
    7.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)成
    7.3 DS-BDFIG樣機(jī)電參數(shù)
    7.4 功率變換器(三相電壓源型逆變器)
    7.5 采樣與信號(hào)調(diào)理電路
    7.6 本章小節(jié)
第八章 總結(jié)與展望
    8.1 全文總結(jié)
    8.2 課題展望
碩士研究生期間學(xué)術(shù)成果
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3322749