变速运行的定子双绕组感应电机发电系统控制技术研究 被引量：15

1

作者 李勇 胡育文 +3 位作者 黄文新 邱景峰 刘陵顺 陈光辉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第20期124-130,共7页

针对宽转速运行的定子双绕组感应电机(dual stator winding induction generator,DWIG)发电系统的电压控制机理进行研究。基于瞬时功率理论,推导出按控制绕组磁场定向时控制绕组的瞬时功率,在此基础上分析了带整流桥负载的定子双绕组感... 针对宽转速运行的定子双绕组感应电机(dual stator winding induction generator,DWIG)发电系统的电压控制机理进行研究。基于瞬时功率理论,推导出按控制绕组磁场定向时控制绕组的瞬时功率,在此基础上分析了带整流桥负载的定子双绕组感应电机发电系统在宽转速运行时的电压调节机理,即:控制绕组电流在控制绕组磁场及其法线上的分量,分别决定着发电系统功率绕组整流桥直流侧电压和控制绕组静止励磁控制器(static excitation controller,SEC)直流侧电压,据此提出宽转速运行时DWIG发电系统电压控制策略。对一台18kW定子双绕组感应电机发电系统进行了仿真和实验研究,证明了理论分析和控制策略的有效性。 展开更多

关键词 定予双绕组感应发电机 瞬时功率理论 静止励磁控制器 磁场定向 宽转速运行

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一种新型的HESM控制系统设计

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作者 黄明明 周成虎 《河南工程学院学报（自然科学版）》 2012年第3期33-37,共5页

混合励磁同步电机是一种具有低速大转矩和宽调速能力的新型电机.根据电机的特点,设计了一种基于矢量控制的调速系统,采用速度分区控制方法进行励磁电流和电枢电流的分配并给出了详细的系统框图,搭建了基于TMS320F2812+AT89C55WD架构的... 混合励磁同步电机是一种具有低速大转矩和宽调速能力的新型电机.根据电机的特点,设计了一种基于矢量控制的调速系统,采用速度分区控制方法进行励磁电流和电枢电流的分配并给出了详细的系统框图,搭建了基于TMS320F2812+AT89C55WD架构的控制电路,进行了有关的调速实验,验证了所设计控制系统的有效性. 展开更多

关键词 混合励磁同步电机 增磁调速 弱磁调速 宽调速 低速大转矩

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宽转速运行的定子双绕组异步电机风力发电系统低速轻载运行时的效率优化控制策略

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作者 卜飞飞 胡育文 +2 位作者 黄文新 庄圣伦 邱鑫 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期52-61 79,79,共11页

为有效利用低风速区风能,拓宽风能利用范围,对宽转速运行的定子双绕组异步电机(DWIG)风力发电系统低速轻载运行时的效率优化问题进行了研究。简述了该发电系统的拓扑结构和低速运行时的电压控制原理,分析了DWIG低速运行时效率优化控制... 为有效利用低风速区风能,拓宽风能利用范围,对宽转速运行的定子双绕组异步电机(DWIG)风力发电系统低速轻载运行时的效率优化问题进行了研究。简述了该发电系统的拓扑结构和低速运行时的电压控制原理,分析了DWIG低速运行时效率优化控制的基本原理及特殊性,推导了考虑铁损的DWIG数学模型,建立了DWIG损耗模型,获得了最优磁链求解方程,进而提出了一种基于DWIG损耗模型的效率优化控制策略,并给出了具体实现方法。样机实验结果表明,该效率优化控制策略是正确、有效的,它不仅能使系统保持低速运行输出额定电压的优势,而且还能明显提高系统低速轻载运行的效率,从而实现了低风速区风能的有效利用。 展开更多

关键词 风力发电 定子双绕组异步发电机 宽转速运行 效率优化控制 低速 轻载

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风力发电机组直驱永磁同步电机高风速下宽转速运行控制策略研究 被引量：1

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作者 李昱 程强 +2 位作者 俞雷 卢俊 张欣成 《电工材料》 CAS 2024年第3期25-27,32,共4页

大力发展海上风力发电、构建以可再生能源为主体的电力系统是实现“双碳”的途径之一。而随着风电接入电网的容量不断增加,电力系统在频率稳定方面面临更多挑战。本文基于变速运行特性,分析了直驱永磁同步电机在高风速下风力发电机组的... 大力发展海上风力发电、构建以可再生能源为主体的电力系统是实现“双碳”的途径之一。而随着风电接入电网的容量不断增加,电力系统在频率稳定方面面临更多挑战。本文基于变速运行特性,分析了直驱永磁同步电机在高风速下风力发电机组的转速范围。风力发电机组的可变转速可形成虚拟飞轮储能装置,从而释放能量与吸收能量,故可使用该虚拟飞轮储能系统作为电力系统短期调频用。本文推导了风力发电机组机侧变换器与网侧变换器的控制策略,并给出了有功功率参考值给定方法。同时,分析了变桨距角控制策略。为验证控制策略,搭建了仿真模型。仿真结果表明在随机高风速工况下,风力发电机组可输出平滑的功率,具有短期调频能力。 展开更多

关键词 海上风力发电 宽转速运行控制策略 转速运行范围 变桨距角控制策略

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新型交流调磁型永磁同步电机基本机理及运行特性 被引量：2

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作者 王柄东 王道涵 +2 位作者 王承启 许铖 王秀和 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期2573-2584,共12页

以提升永磁同步电机广速域运行性能为目标,提出一种新型交流调磁型永磁同步电机(AC flux-regulation permannent magnet synchronous motor,ACFR-PMSM),相较于传统永磁同步电机,所提电机拥有独立的轴向定子及轴向交流绕组,且转子上设计... 以提升永磁同步电机广速域运行性能为目标,提出一种新型交流调磁型永磁同步电机(AC flux-regulation permannent magnet synchronous motor,ACFR-PMSM),相较于传统永磁同步电机,所提电机拥有独立的轴向定子及轴向交流绕组,且转子上设计有凸出的轴向导磁极。该电机的数学模型、等效磁路模型和三维有限元模型分别被建立,并通过对比计算证明了所搭建模型的准确性。另外,通过对该电机等效磁路模型的分析,归纳了电磁性能与径向定子裂比、电机轴径比、永磁体参数的关系,进而完成了该电机关键尺寸参数的优选设计。采用三维有限元分析进行了所设计电机与传统永磁电机的电磁性能对标,结果表明,ACFR-PMSM拥有更优秀的磁场调节能力、更低的永磁体退磁风险及更宽的恒功率运行范围。最后,制造了一台ACFR-PMSM样机并搭建了测试平台,经验证,所制造样机的实测结果与有限元仿真结果的吻合度良好。样机的性能测试结果展现了ACFRPMSM在诸如电动汽车驱动、航空起动/发电系统、新能源发电等需要进行高效磁场调节及高性能宽速域运行领域的广阔应用前景。 展开更多

关键词 永磁同步电机 等效磁路模型 三维有限元分析 磁场调节 广速域恒功率运行

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混合励磁同步电机控制策略比较研究 被引量：1

6

作者 黄明明 周成虎 刘细平 《河南科学》 2012年第8期1054-1058,共5页

混合励磁同步电机是一种在永磁电机基础上发展起来的新型电机,具有低速大转矩及宽调速特点.根据混合励磁同步电机的结构特点和电磁特性,设计了一种新型的矢量控制系统.该控制系统在基于转子磁场定向的基础上,分别提出了id≠0与id=0的最... 混合励磁同步电机是一种在永磁电机基础上发展起来的新型电机,具有低速大转矩及宽调速特点.根据混合励磁同步电机的结构特点和电磁特性,设计了一种新型的矢量控制系统.该控制系统在基于转子磁场定向的基础上,分别提出了id≠0与id=0的最小铜耗控制及简易控制等三种不同的电流控制策略.理论分析和计算机仿真结果表明,应用所提出的三种电流控制策略,都能使混合励磁同步电机具有良好的静动态性能,但采用不同的控制方法效率不同,这三种控制方法的仿真结果对比表明,采用id≠0的最小铜耗控制方法效率最高,而应用简易控制方法,算法虽然简单,但是效率也最低. 展开更多

关键词 混合励磁同步电机 宽调速 矢量控制 最小铜耗

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宽转速范围永磁同步发电机系统稳压控制及参数优化 被引量：20

7

作者 甘志伟 缪冬敏 +1 位作者 王云冲 沈建新 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期1624-1633,共10页

永磁同步发电机(PMSG)系统一般由PMSG和变流器构成。针对直流负载,该文研究了具有宽转速范围(nmin:nmax=1:10)的永磁同步发电机的PWM整流控制方法。通过建立PMSG的小信号分析模型和脉冲宽度调制(PWM)整流器的传递函数,分析了控制参数对... 永磁同步发电机(PMSG)系统一般由PMSG和变流器构成。针对直流负载,该文研究了具有宽转速范围(nmin:nmax=1:10)的永磁同步发电机的PWM整流控制方法。通过建立PMSG的小信号分析模型和脉冲宽度调制(PWM)整流器的传递函数,分析了控制参数对系统性能的影响,获得了PMSG系统控制参数的优化方法。通过仿真和实验验证了系统模型与分析方法的正确性,研究结果表明,采用优化得到的控制参数,在200~2 000r/min宽转速范围内,PMSG系统具有良好的电压跟随性能和抗负载扰动性能,实现了高性能稳压输出。 展开更多

关键词 永磁同步发电机 宽转速范围运行 稳压控制 控制参数优化

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宽风速运行的定子双绕组感应电机风力发电系统拓扑及控制策略 被引量：7

8

作者 施凯 黄文新 +1 位作者 胡育文 卜飞飞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期78-85,共8页

介绍了一种适用于宽风速范围运行的新型定子双绕组感应发电机风力发电系统,其拓扑特点是将控制侧励磁变换器的直流母线经二极管与功率侧直流母线相连。在低风速区,利用电压泵升原理将励磁变换器的直流母线电压泵升至指令值,电能由控制... 介绍了一种适用于宽风速范围运行的新型定子双绕组感应发电机风力发电系统,其拓扑特点是将控制侧励磁变换器的直流母线经二极管与功率侧直流母线相连。在低风速区,利用电压泵升原理将励磁变换器的直流母线电压泵升至指令值,电能由控制侧直流母线端输出,拓宽了系统在低风速下的风能利用能力;在高风速区,功率绕组侧输出电压可上升至指令值,并联二极管断开,电能由功率侧整流桥的直流母线输出,控制侧变换器调节系统励磁无功保持输出电压恒定。该发电系统拓扑及控制方法实现了系统在宽风速范围内均能输出恒定的高压直流,可简化后级并网逆变器的结构和控制。在一台额定37 kW/DC 600V的样机上进行了实验研究,结果表明该风力发电系统的可行性和控制策略的有效性。 展开更多

关键词 定子双绕组感应发电机 风力发电 宽风速运行 励磁变换器 电压泵升

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基于非线性磁链动态模型的无速度传感器矢量控制系统 被引量：5

9

作者 刘和平 薛鹏飞 彭东林 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期33-37,46,共6页

在实际工况下,异步电机参数变动会导致基于转子磁场定向的矢量控制系统定向出现偏差。针对此问题提出了一种非线性磁链动态模型的数学模型。该模型在高速运行时采用电压模型进行磁链估计,低速时采用电流模型补偿,在不同范围内各自的比... 在实际工况下,异步电机参数变动会导致基于转子磁场定向的矢量控制系统定向出现偏差。针对此问题提出了一种非线性磁链动态模型的数学模型。该模型在高速运行时采用电压模型进行磁链估计,低速时采用电流模型补偿,在不同范围内各自的比例不同。结合异步电机数学模型,推导了闭环观测器的非线性磁链动态模型,在对其做近似线性化处理后建立了在不同速度范围内的切换机制,利用稳定性理论分析了误差相关因素,并对电机参数进行敏感性分析和补偿。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 异步电机 闭环磁链观测器 非线性磁链动态模型的数学模型 宽速度范围运行 参数敏 感性分析和离线辨识

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宽风速运行的定子双绕组感应电机风力发电系统励磁电容的优化方案 被引量：5

10

作者 施凯 黄文新 +1 位作者 胡育文 卜飞飞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期86-93,共8页

将控制侧静态励磁控制器(SEC)的直流母线端和功率侧整流桥的输出端通过功率二极管并接起来,可使定子双绕组感应电机(DWIG)风力发电系统在宽风速范围内输出恒定的高压直流。鉴于新拓扑和新系统控制策略的特殊性,本文详细分析了系统在高... 将控制侧静态励磁控制器(SEC)的直流母线端和功率侧整流桥的输出端通过功率二极管并接起来,可使定子双绕组感应电机(DWIG)风力发电系统在宽风速范围内输出恒定的高压直流。鉴于新拓扑和新系统控制策略的特殊性,本文详细分析了系统在高低风速两种运行状态下的控制绕组电流变化规律,并在此基础上以SEC容量最小为目标,研究了新系统的励磁电容优化方案。方案运用Simulink仿真得到励磁电容变化对控制绕组电流的影响,并依据仿真结果运用循环计算和实验验证相结合的方法,最终得到最优的励磁电容值及最佳的切换转速。实验结果证明了该优化方案的正确性和有效性,新系统在保持SEC容量为电机额定功率1/3的情况下实现了宽风速运行,充分利用了低风速下的风能。 展开更多

关键词 定子双绕组感应电机 风力发电 励磁电容优化 静态励磁控制器 宽风速运行

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一种新型电动车用宽调速永磁电机驱动系统

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作者 崔巍 江建中 《微电机》 2004年第3期40-42,共3页

介绍了一种新型电动车用永磁电机宽调速驱动系统。在采用新型电机结构的基础上,基于标量算法的快速电流追踪控制满足了高性能的调速要求。在高速下,利用变压器电势来削弱电机旋转电势,从而实现了高于基速的恒功率运行,扩展了电机的调速... 介绍了一种新型电动车用永磁电机宽调速驱动系统。在采用新型电机结构的基础上,基于标量算法的快速电流追踪控制满足了高性能的调速要求。在高速下,利用变压器电势来削弱电机旋转电势,从而实现了高于基速的恒功率运行,扩展了电机的调速范围。 展开更多

关键词 电动车 永磁电机 驱动系统 控制策略 数学模型 宽调速控制

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