基于双向PWM变换器的微燃机发电系统起动/发电控制研究

针对微型燃气轮机(微燃机)发电系统的特点,建立了以电压型双向脉宽调制(PWM)变换器为功率变换装置的起动/发电控制模型。微型燃气轮机发电系统起动时,采用矢量控制;发电运行时,采用电压外环—电流内环的双环PWM整流控制。仿真实验结果表明:起动时,高速永磁同步电机(PMSG)采用矢量控制比速度开环控制性能更优,减少了起动时间,满足快速起动的要求;发电运行时,与二极管整流相比,PWM整流能使交流侧电流跟踪发电机的感应电动势,功率因数约为1,降低了发电机侧的电流谐波,即减少了谐波热。同时保证了发电机在一定宽速范围内,输出直流电压稳定,并且在起动—发电过渡转换过程中,直流母线电压降落后,快速恢复为稳定值,满足平滑转换的要求。

基于dSPACE的三相PWM变换器建模与控制

为提高三相PWM变换器在电能回馈时的功率因数,减少注入电网的谐波,基于dSPACE平台实现了对三相PWM变换器的实时控制。建立了在两相旋转坐标系下的小信号模型,采用电压电流双闭环控制构建了控制系统,结合前馈解耦的控制方式,并给出了控制参数的计算方法。分别在Matlab/Simulink和dSPACE平台对三相PWM双向变换器进行了实时仿真和控制。实验结果表明,该控制算法可使变换器运行在单位功率因数,且根据系统状态自动在整流和逆变模式之间切换,实现了能量的双向流动。实验结果可以广泛应用于电能回馈领域。

无人机发动机起动/发电一体化研究

针对小型无人机发动机相互分离的起动系统和发电系统存在起动机操作复杂和整流电路谐波分量多的问题,提出了一种无人机发动机起动/发电一体化方案.首先分析了整流/逆变双向PWM变换器控制系统,然后设计了其电压外环和电流内环PI调节器参数,最后进行了仿真验证.仿真结果表明,整流/逆变双向PWM变换器整流变换能够输出稳定的直流电压,并实现单位功率因数整流,逆变变换能够输出所需的三相交流电,从而验证了方案的可行性.