定子雙繞組感應(yīng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)壓控制策略及穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性研究.pdf

1、定子雙繞組感應(yīng)發(fā)電機(jī)（DualStator-WingInductionGenerator，DWIG）作為一種新型感應(yīng)發(fā)電機(jī)，克服了傳統(tǒng)感應(yīng)發(fā)電系統(tǒng)中勵(lì)磁變換器容量大、諧波污染嚴(yán)重的問題，具有體積小、可靠性高、勵(lì)磁無功連續(xù)可調(diào)、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在獨(dú)立電源和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，目前對DWIG的研究側(cè)重于DWIG帶整流橋負(fù)載時(shí)的穩(wěn)壓控制效果，缺乏對其運(yùn)行特性及帶交流負(fù)載時(shí)的穩(wěn)壓控制效果與運(yùn)行特性的研究。本文對DWIG帶不

2、同類型負(fù)載時(shí)的穩(wěn)壓控制效果與運(yùn)行特性兩方面開展研究。
　　首先，簡要介紹了DWIG及其系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理；其次，從DWIG三相ABC軸系下的電壓方程出發(fā)，詳細(xì)推導(dǎo)了其兩相靜止軸系下的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并采用MATLAB的S函數(shù)編寫了DWIG內(nèi)核，進(jìn)而構(gòu)建了仿真模型；第三，詳細(xì)分析了DWIG穩(wěn)壓控制機(jī)理，闡述了滯環(huán)電流控制策略的基本原理，并提出了基于三狀態(tài)優(yōu)化開關(guān)表的直接功率控制策略（改進(jìn)的直接功率控制策略）；第四，針對DWIG帶

3、整流橋負(fù)載，分別采用滯環(huán)電流控制策略與改進(jìn)的直接功率控制策略，對其建壓及在轉(zhuǎn)速變化、負(fù)載突變等情況下的穩(wěn)壓控制效果進(jìn)行了研究，并對其空載調(diào)節(jié)特性、速率特性、負(fù)載調(diào)節(jié)特性、效率特性進(jìn)行了分析，進(jìn)而對比分析了DWIG在兩種控制策略下的穩(wěn)壓控制效果；最后，針對DWIG帶交流負(fù)載，采用滯環(huán)電流控制策略，對其建壓及在不同負(fù)載功率因數(shù)情況下轉(zhuǎn)速變化、負(fù)載突變時(shí)的穩(wěn)壓控制效果進(jìn)行了研究，并對其運(yùn)行特性進(jìn)行了分析，進(jìn)而對比分析了DWIG帶整流橋負(fù)載與帶

4、交流負(fù)載時(shí)的穩(wěn)壓控制效果。
　　結(jié)果表明，滯環(huán)電流控制策略與改進(jìn)的直接功率控制策略均能有效地對DWIG系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)壓控制，實(shí)現(xiàn)維持其功率繞組側(cè)與控制繞組側(cè)電壓在不同運(yùn)行工況下穩(wěn)定的目的；滯環(huán)電流控制策略的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)穩(wěn)壓效果均優(yōu)于改進(jìn)的直接功率控制策略，但其定子電流波形質(zhì)量不及后者；DWIG的效率與控制繞組電流的性質(zhì)取決于轉(zhuǎn)速、功率繞組的負(fù)載大小與性質(zhì)；DWIG帶交流負(fù)載發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)壓效果不及DWIG帶整流橋負(fù)載發(fā)電系統(tǒng)，但前者靜