无刷双馈电机风力发电控制系统与仿真研究

从无刷双馈电机(BDFM)转子速d q模型出发,推导出BDFM的有功和无功功率数学模型,并设计了初步的变速恒频无刷双馈电机风力发电系统功率控制策略.计算机仿真结果表明,BDFM通过定子功率绕组发电,定子控制绕组通过变频器从电网吸收或向电网反馈电能.系统响应快,稳定性好.该研究表明变速恒频无刷双馈电机风力发电的设想在技术上是可行的.

基于AMESim恒功率变量泵的仿真研究

为了优化恒功率变量泵的动态调节特性,根据力士乐的轴向柱塞变量双泵A8V0泵的结构和工作原理,建立了恒功率泵的变量调节机构的数学模型;利用仿真软件AMESim进行仿真,分析2个测量弹簧参数对泵动态特性的影响.通过分析现有2个弹簧作用的恒功率调节的不足,提出了3个弹簧作用的变量调节机构.仿真结果表明:2个弹簧的变量调节机构,优化前后恒功率控制的幅值变化由24.1%减少到7.3%,仍未能实现理想的恒功率调节;而3个测量弹簧的结构优化后的幅值变化仅为3.9%.本研究为恒功率泵性能的优化提供了新的思路.

无刷双馈电机在变速恒频风力发电系统中的应用

在总结各种风力发电系统的基础上,提出一种新型的变速恒频无刷双馈电机风力发电系统,并设计了初步的功率控制方案,进行了仿真研究。

双馈式变速抽水蓄能电厂的机电暂态建模及模型预测控制

目前双馈式变速抽水蓄能电厂(doubly-fedinductionmachinebasedvariable-speedpumpedstorage,DFIM-VSPS)的研发仍处于起步阶段,其系统建模、稳定性分析及控制需要进一步研究。为此,研究了DFIM-VSPS的机电暂态模型,考虑了机组变速运行对效率的影响,并对比了采用不同水动态模型时DFIM-VSPS模型的动态响应,提出将模型预测控制用于DFIM-VSPS的功率控制,并且研究了各个工况下模型预测控制的控制效果及延时对控制效果的影响。结果表明:与常规控制相比,模型预测控制在系统发生大扰动及平抑风电功率波动时具有更好的控制性能,并且具有较好的鲁棒性。研究可为DFIM-VSPS的控制提供一定的参考。

EBJ-132A型掘进机工作机构控制系统的研究

探讨了自动完成悬臂式掘进机的巷道断面自动成形,提出了根据不同煤岩分布调整悬臂摆动速度来达到截割主电机恒功率控制的方法。所设计的系统可以根据用户输入的断面形状和参数自动完成巷道断面的成形,实现不同巷道煤岩分布情况下能够自动调节进给速度的功能,达到降低功率损失、提高工作效率及自动化的目的。为实现机掘巷道自动化和无人化提供了一种切实可行的方法。

变速恒频无刷双馈风力发电机的功率控制系统

在无刷双馈电机(BDFM)的国内外研究及应用现状基础上,分析其工作原理和变速恒频风力发电系统的实现。根据BDFM在d-q坐标系的动态数学模型,提出变速恒频运行条件下的功率控制策略,设计出基于d-q坐标系的功率控制系统。应用此控制策略和控制系统,对一个典型BDFM运行在空载条件下的动态特性进行仿真验证和分析。理论研究与仿真结果证明了本功率控制策略和控制系统用于BDFM风力发电的可行性及有效性。

无刷双馈风力发电机的控制策略与实现

为了探讨变速恒频(VSCF)控制的无刷双馈发电机(BDFM)风电系统的有效控制策略,在分析BDFM的结构特点和工作原理基础上,给出VSCF发电模式的控制方法,构建了转子转速约束下的电机d-q坐标系数学模型,推导出变速恒频运行模式的功率控制策略。根据BDFM的数学模型及功率控制策略,设计了电机侧与网侧均包含可双向变换的变频器主电路拓朴,实现了风力发电机的四象限平滑运行和VSCF的功率控制策略,并对BDFM发电系统的VSCF运行模式进行了仿真试验。仿真结果验证了本控制策略能够实现变速恒频发电,电机空载启动到1050r/min的响应时间为0.2 s,能对有功功率和无功功率解耦控制。

无刷双馈风力发电系统的L_2鲁棒控制

针对变速恒频无刷双馈风力发电系统受风能不确定性和不稳定性影响的问题,分析风力机的运行特性及最大风能捕获的实质,将最大风能捕获问题转化为对发电机转速的控制问题,建立数学模型,利用L2范数对干扰信号加以限制。采用L2鲁棒控制方法设计控制器。L2鲁棒控制器的结构和参数都固定不变,并可以保证系统在不确定性影响最严重的情况下也能满足性能要求,使系统具有较强的抗干扰性。仿真结果表明,所设计的控制器使系统对参数不确定性及负载扰动具有较强的鲁棒性,并且能快速地跟踪风速,进而提高风能利用率。

盾构机刀盘回转系统恒功率自适应控制

为提高盾构机刀盘回转系统的工作效率和系统稳定性,采用简化刀盘回转液压系统模型,建立刀盘回转液压系统数学模型.分析了刀盘回转载荷,确定了液压系统负载扭矩计算模型.采用变论域方法建立基于变论域模糊PID的刀盘回转液压系统自适应控制算法.对刀盘扭矩施加线性变载荷和随机载荷进行控制系统的仿真实例研究.研究结果表明:在掘进系统刀盘扭矩增加时,所提出的控制系统可随时调整刀盘旋转速度以实现系统总功率的平衡,并可降低刀盘转速调整过程的超调量和调整时间.研究结论为盾构机刀盘回转液压系统的设计和改进提供了理论依据.

基于PID控制的电加热杀青机分级变功率恒温控制系统的研究

在对绿茶杀青工艺研究的基础上,运用PLC控制技术、PID控制理论和功率调节技术,研究设计了基于PID控制的杀青机分级变功率恒温控制系统,实现了杀青机杀青温度的恒温自动控制。

双连杆偏心隧道掘进机的恒功率控制研究

液压缸驱动的双连杆偏心隧道掘进机较通常的圆形隧道掘进机具有独特的优点。它除了可以完成圆形断面的切削,还可以完成异形断面的切削。本文对其驱动液压缸进行分析,推导出恒流量供油时刀盘转速是脉动的。当泵采用恒功率控制时,可使刀盘转速脉动为零的结论。

径向柱塞变量泵的恒功率模糊自适应控制

径向柱塞变量泵可以采用手动控制或电液比例控制恒流量、恒压力、恒功率、负载敏感控制等多种控制方式。本文是对径向柱塞变量泵控制方式的新尝试,以JPH80AHN径向柱塞变量泵为研究对象,运用自适应控制理论对径向柱塞变量泵进行恒功率控制。

机载泵源系统的恒功率H_∞镇定控制策略

以机载泵源系统的恒功率控制为目标,针对作业任务中系统负载随时间变化的情况,采用使液压系统输出功率保持恒定的控制方式来达到充分利用发动机功率的目的.对于机载泵源控制系统的主要被控对象———轴向柱塞式变量泵,建立了其状态方程和流量输出方程,采用H∞鲁棒镇定控制策略实时调节泵的排量.仿真结果表明:当负载变化时,系统能根据压力的变化快速转换到恒功率工作曲线下对应的流量状态,所设计的H∞控制器能够减小干扰和模型参数不确定对系统稳定性的影响,具有良好的鲁棒性.表明该方法用于机载液压系统可以改善系统工作性能,提高系统功率的利用率.

多路阀与变量泵恒功率-负流量控制机理研究

通过斜盘式串联轴向柱塞变量双泵结构的组成,结合六通多路阀与变量泵恒功率—负流量系统原理图,分析变量泵的负流量控制压力-流量特性、交叉恒功率控制压力—流量特性以及泵最大排量的压力-流量特性,为动静态特性的研究提供理论依据和指导。

梯级水光蓄互补发电系统实时协调控制策略

梯级水光蓄互补发电系统将梯级小水电(cascade small hydropowerplant,CSHP)、分布式光伏(photovoltaic,PV)和抽水蓄能相结合,可平抑PV功率波动、提高其可调度性。针对这种互补发电系统的实时控制问题,首先提出了基于经验模态分解法(empirical mode decomposition,EMD)的全功率变速恒频抽蓄机组(full size converter based variable speed constant frequency pumped storage unit,FSC-VSCFPSU)平抑PV功率波动控制策略,根据经EMD法提取的PV功率波动的高低频分量,自适应确定平抑目标,快速为FSCVSCFPSU确定所需的补偿功率。其次,提出了基于CSHP与FSC-VSCFPSU协调控制的互补发电系统跟踪调度计划策略,在平抑PV功率波动控制策略处理的基础上,根据调度计划协调分配CSHP及FSC-VSCFPSU的输出功率,以最小化系统出力与调度计划的偏差,确保系统平稳跟踪调度计划运行。此外,还给出了基于变速运行模式的FSCVSCFPSU虚拟同步机控制策略,通过模拟同步机特性来控制机组的全功率变流器运行,实现FSC-VSCFPSU的快速功率响应,保证平抑PV功率波动控制策略及跟踪调度计划策略的有效执行。通过实例仿真计算和分析验证了所提控制策略的有效性和可行性。

一种新型的小汽轮机给水泵变速恒频发电系统

为节能减排,火力发电厂采用主汽轮机再热蒸汽驱动小汽轮机带动锅炉给水泵供水,通过调节小汽轮机进汽阀开度的方式来控制转速。但该方案在阀门处产生节流损失,轻载时对系统效率影响更大。为此,提出一种小汽轮机、给水泵和电机三者同轴连接结构,用全功率变流器驱动电机,实现给水泵变频调速,并将剩余能量馈回电网,实现节能。运行时阀门全开,调节电机电磁转矩来吸收轴系功率,平稳快速控制给水泵速度,避免阀门损耗。从汽轮机-给水泵的转速转矩及机械耦合特性出发,建立了该发电系统的数学模型,针对工况切换下的调速要求,研究了运行稳定性和抑制功率波动尖峰的控制策略及控制参数设计。最后通过仿真分析以及小功率系统的物理动模实验,验证了系统运行的可行性和有效性。

正流量液压泵动静态特性分析与仿真建模

仿真技术出现之前,产品研发需要在大量实验测试中寻找最优参数。此方法研发成本高、周期长。针对变量泵进行仿真研究,分析川崎K5V变量泵结构原理,推导变量泵调节器数学模型,建立变量泵的“压力-流量”数学模型,并搭建AMESim仿真模型,并以挖掘机挖掘动作为例进行实验研究。对比仿真与实验数据表明:液压泵仿真模型的动态精度达到90%,可以支撑液压系统数字化设计与匹配优化,为高精度的数字化样机奠定基础。

A10V泵恒功率控制的建模与仿真

恒功率变量泵是提高液压系统节能效率的关键元件,为保证在特定工况下的节能效果,研究其控制性能是必要的。文中针对变量泵的恒功率控制系统进行研究,采用理论建模的方式,对控制系统的各个环节进行分析建模,得到以力为控制量的恒功率控制系统数学模型。根据数学模型,利用Simulink仿真软件对系统的时域和频域特性进行分析。仿真结果表明,该模型是稳定的,能够满足变量泵基本的性能分析要求。

风力发电机组变速恒频控制系统研究

全面介绍了一种最新应用于风力发电中的新型电机—无刷双馈电机,并分析了这种新型电机作变速恒频运行的原理并对这种电机进行了动态特性仿真研究.给出了形式简洁的控制方程和易于实现的控制方案.

螺杆桩机液压式动力头恒功率系统的设计与仿真

针对双电机驱动式螺杆桩机动力头扭矩低,转速不均等问题,提出桩机动力头液压系统设计要求及控制策略,并在此基础上设计了基于恒功率泵的全液压桩机动力头回转机构液压系统。利用AMESim对该系统进行建模,并在斜坡负载、带负载启动和突变负载工况下对该系统性能仿真分析,得到3种工况下动力头回转系统压力仿真曲线、动力头负载扭矩与输出扭矩关系曲线和动力头转速曲线。仿真结果表明,所设计的液压系统输出压力稳定,且能随负载变化进行转速和扭矩调节,能够保证桩机在工作过程的稳定性。