国产化大型风机双异步电机风速切换设计

介绍了定桨距失速并网型国产化 60 0 / 1 2 5k W大型风力发电机组并脱网的基本原理 ,风速切换的基本过程及措施。

一种双异步电机组合调速电路的分析

本文介绍分析了一种双异步电机组合调速电路。对双定子绕组采用串联三角形联接电路,并用三相整流桥调节器进行脉宽调制,可在25%~100%额定转速范围内实现组合双电机的无级调速,同时还用电容器进行内补偿。

基于d-q理论的双馈异步电机定子匝间短路故障诊断方法

为实现双馈异步电机定子绕组匝间短路的早期故障诊断,提出一种基于转子电流特征频率分量的故障诊断方法 .首先,通过分析故障后电机的电磁特性,得到故障后转子电流中会产生特征频率分量的结论 .然后,通过对转子单相电流进行特殊的相移构造出三相电流,并对该组电流进行d-q变换,利用理论推导证明d-q变换后的直流分量幅值能够反映特征谐波的大小,将直流分量作为故障特征量进行双馈异步电机匝间短路故障的诊断.最后,依据有限元法建立故障前后电机的仿真模型,对不同工况下故障特征量的变化进行研究.结果表明:基于d-q理论提取的故障特征量与定子绕组的短路匝数呈正相关,且在转速变化和电压不平衡时也可有效诊断出匝间短路故障;通过设置合理的故障阈值可实现对双馈异步电机定子绕组匝间短路故障的精确辨识.研究结果可以为电机绕组匝间短路故障诊断提供参考.

双三相异步电机电流预测控制算法

针对一种半对称式双三相异步电机,提出两种电流预测控制算法。一种为基本算法,另一种为在基本算法的基础上通过引入合理近似而实现的模块化算法。相对而言,后者更为简洁,且易于在其他一些结构更为复杂的多相电机中进行推广。此外,针对离散控制的延时对上述两种算法带来的稳定性问题进行分析,并给出改进方案。实验结果表明,两种电流预测控制算法均能实现良好的电流控制效果,同时该文针对稳定性问题的改进方法也是有效的。

双三相异步电机反相高频注入无速度传感器控制

近年来,包括双三相异步电机在内的多相电机凭借其转矩脉动小、可靠性高等优点,得到越来越广泛的应用。针对一种以双三相异步电机为核心的电动汽车电驱动系统,为使其在具备无速度传感器运行能力的同时,在起动及低速工况下具备良好的带载能力,该文对空间矢量分解方法得到的电机模型中谐波子空间模型的凸极效应进行了分析。在此基础上,该文提出采用反相高频注入方式,在电机两套三相定子绕组中注入大小相同,相位相反的高频信号,通过跟踪谐波子空间中由磁路饱和引起的高频定子漏磁路的凸极,实现一种基于定子磁链定向的无速度传感器控制算法。在一对拖机组上完成的相关实验,验证了所提算法的有效性。结果表明,采用该文算法,可以使电机在低速甚至零速工况下,具有稳定的高转矩输出能力。

基于瞬时转差频率控制的定子双绕组异步电机变频交流发电系统

研究了一种基于定子双绕组异步电机(DWIG)的变频交流发电系统,根据功率平衡思想提出了该变频交流发电系统的瞬时转差频率控制策略。该策略省去了复杂的坐标变换和影响动态性能的电流环,综合考虑了输出电压和输出电流二者的变化信息,利用电压矢量去调节发电机的瞬时转差频率,进而改变电磁转矩,保证输出电压稳定。在一台15 kW样机上进行了一系列实验研究,实验结果证明了该变频交流发电系统的可行性和控制策略的有效性。

带感性和容性负载的定子双绕组异步电机变频交流发电系统动态性能

为提高定子双绕组异步电机变频交流发电系统带感性和容性负载时的动态性能,对该发电系统现有的转差频率控制策略进行了改进,加入了负载无功前馈环节。根据瞬时功率理论,算得负载的有功和无功,分别通过比例前馈环来快速控制控制绕组侧功率变换器输出电压的频率和幅值,加快控制绕组提供的无功的调节,进而加快改变发电机的转差频率和气隙磁通,实现该发电系统的功率平衡和输出电压的稳定。实验结果证明了该方法的正确性和有效性。

无刷双馈异步电机潮流建模和收敛性研究

针对并网无刷双馈异步电机(BDFM)风电机组潮流计算问题,发现在最大功率点跟踪(MPPT)方式下,BDFM有功出力与电网运行条件有关;提出BDFM与电网联立求解潮流模型。对于受功率调度的BDFM,发现有功参考值在低风速下可能得不到满足,将导致潮流发散;提出两阶段潮流模型:首先判断功率调度是否有效,然后选择BDFM潮流约束和求解方法。为改善潮流收敛性,提出基于转差率或支路功率的BDFM初值算法。给出IEEE RTS系统中BDFM参数计算结果,以验证所提BDFM潮流算法的可行性和正确性。

定子双绕组异步电机变频交流发电系统辅助励磁电容和滤波电感的优化设计

提出了定子双绕组异步电机(DWIG)变频交流发电系统中的两个关键参数——辅助励磁电容和滤波电感的优化设计方法。利用DWIG控制绕组无功电流解析表达式对不同转速和负载条件下的控制绕组无功电流进行了分析,获得了它的变化规律,进而确立了辅助励磁电容的优化原则。待辅助励磁电容优化后,根据控制绕组最大无功电流及电流快速响应要求来确定滤波电感的上限;按照抑制电流谐波能力要求来确定滤波电感的下限。样机实验结果表明,按所提优化设计方法选取的辅助励磁电容和滤波电感是合理、有效的,能保证系统稳定运行,且实现了控制变换器容量的最小化。

基于MATLAB/SIMULINK的双三相异步电机的仿真模型及性能研究

本文采用空间矢量解耦的方法,建立了双三相异步电机在静止两相坐标系上的数学模型,在此基础上建立了基于MATLAB/SIMULINK的仿真模型,仿真结果验证了模型的有效性,同时还对其在变频器(方波电压)驱动下的性能进行了仿真研究。

双馈异步电机故障诊断方法综述

双馈异步电机运行环境较为恶劣,运行工况复杂多变,其运行状况的好坏直接对风力发电系统乃至整个电力系统产生较大的影响。本文在介绍双馈异步电机常见故障类型的基础上阐述了常见故障产生的机理,再从信号处理技术角度详细分析了目前常用的故障诊断方法,并对未来双馈异步电机故障诊断的发展趋势和方向进行了展望。

双馈异步电机定子匝间短路的建模与故障诊断

定子匝间短路是双馈异步电机常见故障之一,直接威胁风力发电系统的安全运行。利用多回路理论建立了双馈异步电机正常情况以及定子匝间短路情况下的数学模型,并利用MATLAB/Simulink中S函数实现了数学模型。在考虑了变流器控制策略的基础上,对双馈异步电机在正常情况下和定子绕组匝间短路的情况下进行了仿真,所得仿真结果与实际情况相符。最后,分析了正常情况和定子匝间短路情况下电磁转矩的变化,利用电磁转矩的不同来诊断定子匝间短路。

基于空间电压矢量120°解耦的开绕组异步电机双三电平逆变器零序电压消除

由于开绕组异步电机双三电平逆变器系统存在很大的零序电压,导致整个系统在单一直流电压源供电模式时,容易形成零序环流损坏半导体开关器件和开绕组电机绝缘,只能动态地消除系统零序电压的平均值,不能抑制其瞬时值,即在一个开关周期内只能通过改变小矢量的作用时间,使其每个逆变器的零序电压平均值为零。提出一种新的消除开绕组异步电机双三电平逆变器系统零序电压的方法。该方法无需对每个开关周期内系统的零序电压进行动态抑制,直接利用统一快速算法以及空间电压矢量解耦的原理和方法将给定参考电压矢量分解为两个大小相等、方向互为120°的等效参考电压矢量,并由两个逆变器分别单独产生,以此实现对双三电平逆变器系统零序电压的瞬时值的消除。仿真和实验验证了该方法的正确性和有效性。

基于MATLAB的双绕组异步电机仿真研究

建立了双绕组异步电机在静止二相坐标系中的数学模型 ,在此基础上推导了基于MATLAB中的ODESOLVER工具的仿真模型 ,对其在逆变器 (方波电压 )驱动下的性能进行了仿真研究。仿真结果表明在方波电压驱动下双绕组异步电机比普通异步电机的性能优越 ,以及ODESOLVER用于电机仿真的有效性。

基于预测控制的双三相异步电机直接转矩控制策略

介绍了一种新颖的双三相异步电机直接转矩控制(DTC)策略。该策略根据预测控制算法来跟踪转矩和磁链的设定值,转矩和磁链的误差可在一个控制周期内得到补偿,从而有效降低转矩和磁链的脉动。通过系统仿真,验证了该控制策略是正确有效的。

双馈异步电机转子匝间短路的建模与稳态分析

理论上分析了发生转子匝间短路,定子侧电流所含的谐波成分。基于MATLAB/Simulink中的S函数,以多回路理论为基础建立了双馈电机的数学模型,对双馈异步电机正常情况和转子发生匝间短路这两种情况下进行了仿真。分析了电力电子器件对转子侧电流谐波的影响,对定子侧线电流进行了傅里叶分析。通过傅里叶分析可以得到判别转子匝间短路的依据,由仿真试验数据分析可以得到与理论分析相一致的结果,说明了基于S函数的多回路模型的仿真试验是可行的。

基于Simulink的双三相异步电机SVPWM仿真

多相电机拖动系统具有可以降低转矩脉动幅值,以及系统级的高可靠性等优点。电压源型逆变器供电的双三相感应电机拖动系统是最典型的多相电机系统之一,采用空间矢量解耦的方法,按照专门的可以抑制定子谐波电流的SVPWM控制策略,给出了基于Matlab/Simulink的仿真模型,仿真结果验证了控制策略的有效性。

用于故障穿越的飞轮储能双三相异步电机驱动控制研究

随着海上风电场的发展和高压直流输电技术的应用,风电场系统存在交流侧故障穿越的问题。针对这个问题,提出了一种用于故障穿越的基于模块化多电平变频器和双三相异步电机的飞轮储能系统,并设计了其驱动控制方案。飞轮储能系统采用了模块化多电平技术能方便地构建大功率高压变频器,并具备扩容能力。为了提高飞轮储能系统的可靠性,采用了双三相异步电机驱动,从而提高了冗余性。接着设计了能均衡各个模块电容电压的双三相异步电机驱动控制算法。最后,基于MATLAB/Simulink仿真平台建立了风电场和飞轮储能系统的仿真模型,进行了仿真计算。仿真结果验证了飞轮储能系统的功能和驱动控制策略的性能。

单绕组双速异步电机反向变极原理及接线方法

异步电动机采用变极调速是一种常用的方法。文中叙述了采用反向变极原理设计双速异步电动机的方法及接线方式,该方法对制造厂家而言,简单实用。

双馈调速异步电机在风力发电中的应用

采用调速技术的异步电机已广泛应用于工业生产。本文简要介绍了异步电机双馈调速的基本原理和技术特点,及双馈调速异步电机在风力发电中的应用。