變速恒頻雙饋發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制器實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電作為最具規(guī)模商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值的可再生能源利用技術(shù)之一，不僅可以有效減少環(huán)境污染而且可以改善能源結(jié)構(gòu)﹑提高能源安全水平。風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為世界許多國(guó)家可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略的重要組成部分。交流勵(lì)磁雙饋風(fēng)力發(fā)電是一種新型的﹑先進(jìn)的發(fā)電技術(shù)，發(fā)電機(jī)定子直接與電網(wǎng)連接，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電壓的幅值﹑頻率﹑相位，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)變速恒頻運(yùn)行，而且能夠獨(dú)立調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出的有功功率和無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲。由于變換器在轉(zhuǎn)子回路，僅處理雙向流動(dòng)的轉(zhuǎn)差功率

2、，因此該系統(tǒng)變換器成本低，體積小，重量輕。本文圍繞變速恒頻交流勵(lì)磁雙饋發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁控制器展開(kāi)研究，采用繞線異步電機(jī)作為雙饋發(fā)電機(jī)﹑電壓型雙PWM變換器作為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電源﹑他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)模擬風(fēng)力機(jī)，構(gòu)建了風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
　　 首先對(duì)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了概述，指出加快發(fā)展我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，提高風(fēng)電技術(shù)已刻不容緩，簡(jiǎn)單介紹了變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及其幾種實(shí)現(xiàn)形式，雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)變速恒頻運(yùn)行的基本

3、原理。其次分析了雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型及在不同坐標(biāo)系下的變換模型。重點(diǎn)分析了基于定子磁場(chǎng)定向矢量控制策略實(shí)現(xiàn)功率解耦控制的原理，并且在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了功率電流雙閉環(huán)PI 調(diào)節(jié)器。詳細(xì)說(shuō)明了電壓空間矢量脈沖寬度調(diào)制(SVPWM)的控制原理并且介紹了其在DSP 上的硬件實(shí)現(xiàn)方法，為功率解耦的實(shí)現(xiàn)打下基礎(chǔ)。
　　 文中對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)各部分硬件電路的功能進(jìn)行了說(shuō)明，同時(shí)給出了硬件電路原理圖。在軟件設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)了主程序和定時(shí)器中斷子程序

4、及各模塊子程序，并對(duì)各部分算法進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。設(shè)計(jì)了過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，詳細(xì)介紹了初始相位的檢測(cè)方法，并設(shè)計(jì)了檢測(cè)程序，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得轉(zhuǎn)子初始相位。根據(jù)轉(zhuǎn)子電流檢測(cè)中諧波量大，干擾嚴(yán)重等問(wèn)題，制定了使用有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)(FIR)濾波器進(jìn)行軟件濾波的方案，介紹了采用窗函數(shù)設(shè)計(jì)FIR濾波器的方法，借助Matlab仿真軟件對(duì)FIR濾波器參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)并編制了FIR濾波器程序。為了實(shí)現(xiàn)雙DSP之間的通訊，編制了基于多通道緩沖串行口(McBSP)的通