全變速鼠籠異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的雙PWM變流器控制策略研究.pdf

1、相比于其他風(fēng)力發(fā)電機(jī)，鼠籠異步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、可靠性高、維護(hù)及運(yùn)行費(fèi)用低、功率密度大，在數(shù)千千瓦以下的風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用場(chǎng)合，使用鼠籠異步發(fā)電機(jī)是一種值得考慮的選擇方案。目前，鼠籠異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)還是一種新興技術(shù)，其技術(shù)還不成熟，沒有大規(guī)模商業(yè)化。并網(wǎng)鼠籠異步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)性能主要由電機(jī)側(cè)變流器和電網(wǎng)側(cè)逆變器的控制特性決定，本文針對(duì)全變速鼠籠異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)雙PWM交流器系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)側(cè)變流器和并網(wǎng)逆變器的控制策略進(jìn)行研究，旨在提高鼠籠異步風(fēng)力

2、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的高效率風(fēng)能轉(zhuǎn)換和控制的可靠性。
　　首先分析了鼠籠異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中風(fēng)輪機(jī)、鼠籠異步發(fā)電機(jī)、PWM變流器的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上研究了基于鼠籠異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制策略和并網(wǎng)逆變器電網(wǎng)電壓定向控制策略的雙PWM變流器控制策略，進(jìn)行了離線仿真驗(yàn)證和實(shí)物實(shí)驗(yàn)，分析了鼠籠異步發(fā)電機(jī)建壓特點(diǎn)和雙PWM變流器并網(wǎng)特性。
　　針對(duì)鼠籠異步發(fā)電機(jī)和并網(wǎng)逆變器基于dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的矢量控制涉及旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，提出一種基于abc自

3、然坐標(biāo)系的鼠籠異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制策略，以及基于abc自然坐標(biāo)系的并網(wǎng)逆變器虛擬磁鏈定向控制策略，所提控制策略均在自然坐標(biāo)系實(shí)現(xiàn)，無(wú)需坐標(biāo)變換、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。分別進(jìn)行了離線仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，比較了基于dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的矢量控制和基于abc自然坐標(biāo)的定向控制代碼執(zhí)行時(shí)間，試驗(yàn)結(jié)果表明和傳統(tǒng)基于dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)矢量控制相比所提控制策略在獲得相同控制效果的前提下，節(jié)省了微控制器的運(yùn)算時(shí)間。
　　為了減少控制策略對(duì)發(fā)電機(jī)參數(shù)的依賴性以及需要電流

4、內(nèi)環(huán)控制的問題，本文研究了基于SVPWM的鼠籠異步發(fā)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制策略，并進(jìn)行了離線仿真和實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了控制策略的有效性，和矢量控制相比只需發(fā)電機(jī)的定子電阻參數(shù)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性。
　　最后，采用Q8系統(tǒng)運(yùn)行鼠籠異步發(fā)電機(jī)和PWM變流器的數(shù)學(xué)模型結(jié)合TMS320F28335數(shù)字處理器進(jìn)行硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)，分別針對(duì)鼠籠異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制和基于自然坐標(biāo)系的并網(wǎng)逆變器虛擬磁鏈定向控制策略編寫DSP的C代碼程序，進(jìn)行了數(shù)字化