High Efficiency Double–Fed Induction Generator Applied to Wind Power Generator Technical Analyses

High efficiency Double-Fed Induction Generator applies new power electronic technology, and utilizes vector control to fix the magnetic direction of the stator to the vertical axis. Adjusting the input current of rotor via an inverter can separately control the cross axis and vertical axis current of real power and reactive power of a generator. Traditionally, rotating speed affects frequency and the output is unstable. This study concentrates on high efficiency Double-Fed Induction Generators and Traditional Generators from mathematic model to derive and control the characteristics simulation and comparison than get an output of high efficiency Double-Fed Industrial Generators. This study utilizes the simulation software MATLAB/Simulink to simulate the response characteristics of vector control of a Double-Fed Industrial Generator. The operating and control functions are better than those of a traditional generator.

计及风力发电机转速安全约束的DFIG一次调频模型预测控制策略

针对传统方法控制双馈感应发电机(DFIG)的调频效果过于依赖参数整定的问题,该文提出了一种基于模型预测控制(MPC),计及转速安全约束的风力发电机参与一次调频控制策略。该方法结合风力发电机动力学模型与频率响应模型建立预测模型,通过线性回归方法变参考值将风力发电机转速的稳定性纳入考虑。相较于虚拟惯性控制等方法将系统频率偏差与转子动能直接关联,该文方法通过建立全新的预测模型,实时统筹考虑整个系统的状态信息,无需反复调整参数,在考虑转速安全性的同时兼顾全局性能。最后,通过实际算例分析验证了该文调频策略的有效性以及相对现有方法的优越性。

基于MATLAB的双闭环直流调速系统的设计与仿真

基于Matlab对双闭环直流调速系统进行了设计与实现,介绍了双闭环直流调速系统的原理及结构,通过实例对双闭环直流调速系统进行设计合适的控制策略,并使用Matlab进行仿真、建模和分析,其中转速调节器和电流调节器均采用带有限幅作用的PI调节器,然后通过实验的方法来验证所设计的双闭环直流调速系统的合理性和准确性.实验结果表明,基于Matlab的双闭环直流调速系统具有一定的抗负载扰动的能力,通过仿真实验的方法验证,所设计的双闭环直流调速系统能实现无静差调速.

Matlab/Simulink仿真技术在双闭环直流调速实验教学中的应用

分析了Matlab/Simulink仿真技术在转速、电流双闭环不可逆直流调速系统中的应用。文中采用面向电气原理结构图的仿真方法建立了仿真模型;简述了主电路和控制电路的建模和参数设置方法,同时改变转速和电流调节器的参数设置,利用Simulink的仿真功能对双闭环直流调速系统的调速性能进行了仿真实验分析,并给出直流电动机的转速和电枢电流仿真波形。仿真实验结果表明该方法能够大大减少双闭环直流调速系统的调试强度,仿真结果和理论分析结果一致,从而验证了该方法的合理性和可行性。

直流电机双闭环调速控制系统的技术研究

直流调速系统具有静差率小、调速范围广、稳定性好等特点以及良好的动态性能,在生产中发挥着重要的作用.本文首先介绍了直流电机结构和工作原理,研究了双闭环PID调速控制技术,并在此基础上推断出直流电机双闭环PID直流调速控制系统的数学模型.然后依据反馈控制理论基础,在Matlab/Simulink中建立了晶闸管-电动机调速系统和PWM-直流电动机双闭环调速的仿真模型,并进行了仿真,仿真结果均能满足系统的快速性和稳定性要求.对比这两种调速系统,晶闸管-电动机调速系统在调速性能和可靠性方面具有优越性,而PWM-直流电动机双闭环调速系统动态响应速度快,而且电动机转矩平稳,脉动小.

基于永磁双转子电机调速的新型风力发电系统设计

提出一种新型风力发电系统,风力机与发电机之间采用永磁双转子电机调速,与电网连接的最后一级采用常规同步发电机,它克服了双馈和直驱风力发电系统的缺点,具有常规同步发电机的电能质量和优秀的并网能力。永磁双转子调速电机具有双机械端口、单电气端口,从而可以实现电能和机械能的同时传递与调节。详细介绍了永磁双转子电机的工作原理,依据永磁电机的基本电磁关系,推导并建立了双转子电机的数学模型。根据在风力发电系统中风力机的工作状态,提出了双转子电机的控制策略。仿真和试验结果表明了理论分析的正确性和设计的可行性。

电动汽车起步加速过程的动力学建模与仿真

为了提高单电机驱动电动汽车起步加速过程的性能,通过对电动汽车的行驶阻力方程和无刷直流电机数学模型的分析,建立了电动汽车起步加速过程的动态数学模型,实现了汽车与电机系统的有机结合。在此基础上,利用Matlab7.0/Simulink软件,建立了车速与电流双闭环调速系统的仿真模型,并对车速阶跃响应进行了仿真研究。结果表明,采用车速与电流双闭环调速策略,能使电机获得良好的机械特性,使电动汽车起步加速过程更加符合驾驶人的驾驶习惯,且具有超调小、响应快、控制精度高和抗干扰能力强等优点,可满足电动汽车起步加速过程对驱动系统的要求。

矿井交流提升机双闭环调速系统设计

针对转子串电阻调速的机械特性较软,具有耗能大、启动不平稳、故障率高等缺点,设计了斩波式串级调速系统。为了提高静态调速精度,并获得较好的动态特性,系统采用电流负反馈与转速负反馈的双闭环控制方式,通过调节器的调节,最终获得转速无静差系统。系统调速范围宽,转速可在950～1 350 r/min连续可调。实现了阶跃输入时的实际转速对给定转速的跟踪,而且稳态时无偏差。电动机等速运行时能够平滑过渡到自然特性曲线,实现了无级平稳调速的全新功能。

变速恒频双馈风力发电机辅助系统调频的研究

目前变速恒频双馈风力发电机(DFIG)采用解耦控制策略,DFIG的输出功率不受系统频率影响,对系统没有频率支撑作用。为改善这一问题,在传统的DFIG控制中加入辅助频率控制环节,让DFIG表现出常规发电机组的惯性响应效果。为了防止DFIG因参与频率调节而导致其停转,给系统频率的恢复带来不利影响,提出将DFIG的转子转速引入辅助频率控制环节,该方法能够有效避免DFIG停转情况的发生。仿真结果证明,加入辅助频率调节功能的DFIG能够有效地改善系统的动态频率特性。

双闭环直流调速系统模糊PID控制研究

针对电压和负载扰动导致传统PID控制双闭环直流调速系统性能下降的问题,提出一种模糊PID控制方法。控制方法根据调速系统的转速偏差e和偏差变化率ec,经过模糊逻辑推理,动态自适应调整PID控制器的三个参数,能够有效提高系统抗扰动能力。为了对两种控制方法的性能进行比较分析,文中对系统在理想空载状态、负载扰动和电压波动三种情况下进行仿真实验。结果表明两种控制方法在理想空载状态下的稳态性能基本相同。在负载扰动和电压波动的情况下,本方法能使系统更快恢复到平衡状态,且具有更小的转速降。因此,本控制方法能够保证系统具有较好的动态性能和抗扰性能。

37kW异步电机交流调速实验平台的研究

针对传统电机控制实验平台功率小、单个DSP控制周期过长等问题,研究37kW异步电机通用交流调速实验平台。介绍该平台的软硬件设计,并利用该实验平台开发基于预测控制的异步电机直接转矩控制算法,分析预测控制原理及实现方法,在该平台上验证基于预测控制算法减小直接转矩控制系统转矩脉动的可行性。研究结果表明:该控制系统核心选用双DSP结构,充分利用TMS320F240电机控制能力强和TMS320C31浮点运算能力强的特点,使其协同工作,提高实验平台性能,平均转矩脉动为6.7%。

降低HY751型倍捻机捻度不匀率的技术措施

探讨降低HY751型倍捻机捻度不匀率的技术措施。分析了倍捻机捻度不匀率产生的原因,通过工艺参数优选、关键配件的选配、设备的状态维护、操作管理等方面采取技术和管理措施,较好地解决了HY751型倍捻机捻不匀问题,细号和高档股线捻不匀由4.5%降低到2.0%以内,中粗号股线捻不匀稳定在2.5%以内,生产效率达到98.3%。

双变量变频器双侧供电闭环调速系统的研究

针对异步电机定子变频在解决高压电机调速时,对输出电压的等级要求高,对调速技术要求不足,在原有仅采用控制触发增量方法的基础上加入了闭环控制。在Matlab/Simulink仿真软件中,通过在仿真模型中引入S函数,建立了定转子分段变频有级调压闭环调速系统的仿真模型,并以双变量变频器为基础设计了实验电路,编写了实验程序,从仿真和实验两个方面对定转子调速系统的性能进行分析研究。得出双变量交交变频器在绕线式异步电动机转子侧供电实现调速时具有一定的可行性。

基于P-模糊自适应PID控制的无刷直流电动机调速系统

分析了无刷直流电动机的数学模型,提出了一种新型的P-模糊自适应PID控制方法,并在Matlab/Simulink环境中建立了基于P-模糊自适应PID控制的无刷直流电动机调速系统仿真模型。在该调速系统中,电流控制采用电流滞环,转速控制采用P控制和模糊自适应PID控制相结合的方式,实现了电流滞环和转速模糊控制的双闭环调速控制功能。仿真结果表明,该系统与基于常规PID控制的调速系统相比,系统响应时间缩短一半,且超调减小,具有较强的鲁棒性和自适应能力。

双闭环直流调速系统的研究

本文分析了转速—电流双闭环直流调速系统采用常规PI调节器进行速度控制时存在的输出限幅和转速超调问题,并给出了解决超调问题的各种控制方案。本文针对内模控制在闭环直流调速系统中的应用,给出了实验结果,并和常规PI调节器进行速度控制时的系统进行比较,使学生认识到采用合适的控制方案不仅可以成功消除电机在起动过程中的转速超调,而且使系统获得良好的动态和静态性能。

基于单片机的电磁调速电牵引采煤机调速系统

提出了基于单片微型计算机MC68HC05B6的电磁调速电牵引采煤机牵引调速装置。调速装置主回路选用IGBT构成的脉宽调制式(PWM)斩波电路,控制上采用数字PID方式,结构简单,可靠性高,在实际运用中效果良好。

全数字化直流电机PWM调速实验教学平台设计

直流电机调速实验教学综合平台以C8051F040为主控芯片,进行双闭环可逆直流PWM调速系统全数字化设计。提出一种利用C8051单片机的可编程计数器阵列输出16位PWM波的方法取代数字脉冲触发器。主要设计了电流采样、转速检测、模数转换、脉宽调制信号生成、电机驱动等电路。采用调节器工程设计方法,设计电流和转速调节器的PI参数,通过MATLAB验证和软件编程实现。该系统具有转速、电流和PI参数键盘输入和在线修改功能,电机旋转方向判断,转速、电流及功率模块的温度显示和报警功能。该实验教学平台实际运行可靠,能满足实验教学的要求。

矿井提升机控制技术研究现状与发展

分析了国内外直流、交流矿井提升机控制系统的现状与发展历程,重点介绍了双三电平拓扑结构下3种变频调速系统,即定子侧高压变频调速系统、同步电动机双三电平变频调速系统、交-直-交电压型双三电平SVPWM变频调速系统在矿井提升机控制系统中的应用,指出交-直-交电压型双三电平变频调速系统节能效果较好,最适用于矿井提升机控制系统。

可逆PWM控制双闭环直流调速系统的Simulink仿真

根据转速、电流双闭环直流调速系统和脉冲宽度调制(PWM)技术原理,采用Matlab/Simulink软件实现了基于H型PWM可逆变换器的双闭环直流调速系统的仿真建模,对主要仿真模块参数的设置进行了讨论,给出相应的转速和电枢电流的仿真波形。仿真结果验证了PWM双环直流调速系统的理论分析结果,在课堂教学中便于学生理解和掌握,而且对该系统在实际工程中的应用也具有一定的借鉴意义。

基于转速转矩双闭环的液黏调速控制方法研究

液黏风扇调速系统存在滞环、死区、饱和区等多种非线性特性,在调速过程中,其输入输出关系曲线存在最大可达44%的滞环和大约为43%的死区,非线性度最大可达30%。设计了转速-转矩双闭环模糊控制策略:结合Stribeck摩擦理论,按照稳态曲线的分段线性规律将控制过程分段,获得模糊控制表;基于扩展卡尔曼滤波环节修正转矩测量值,从主动轴与从动轴之间的转矩传递关系分析输出转速变化规律,并进行试验验证。结果表明:相比于PID控制策略,所提出的控制策略将转速误差降低了75%,滞环减小至小于11%,消除死区,拓宽控制电压输入范围,有效改善了系统稳态调速过程中表现出的非线性滞环和死区现象。