大容量雙饋電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、100MVA脈沖發(fā)電機(jī)組是J-TEXT裝置的主供電源，和裝置一起由美國(guó)德州大學(xué)贈(zèng)送給華中科技大學(xué)并于2007年開始投入運(yùn)行。機(jī)組由一臺(tái)1417kW的繞線型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)額定參數(shù)為12kV/60Hz，電動(dòng)機(jī)達(dá)到最高設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速713轉(zhuǎn)/分時(shí)機(jī)組達(dá)到最大儲(chǔ)能185MJ。目前電動(dòng)機(jī)定子側(cè)由10kV/50Hz電網(wǎng)供電，導(dǎo)致其最大轉(zhuǎn)速只能達(dá)到設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速的5/6，脈沖發(fā)電機(jī)組儲(chǔ)能僅為設(shè)計(jì)參數(shù)的69％，約135MJ。為了提高電源參數(shù)以滿足

2、J-TEXT裝置更高參數(shù)物理實(shí)驗(yàn)的需求，需要對(duì)機(jī)組進(jìn)行升速改造。
　　升速方案充分利用了機(jī)組拖動(dòng)電機(jī)繞線式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用了雙饋調(diào)速的方法來實(shí)現(xiàn)機(jī)組的調(diào)速。雙饋調(diào)速控制系統(tǒng)作為雙饋調(diào)速系統(tǒng)的核心，需要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的測(cè)量、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制以及保護(hù)，并與電源中央控制系統(tǒng)集成。本文針對(duì)雙饋調(diào)速系統(tǒng)的控制需要以及100MVA脈沖發(fā)電機(jī)組的具體需求，完成了雙饋調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　研究了雙饋電機(jī)矢量控制原理，通過矢量控制

3、的方法對(duì)異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型作出簡(jiǎn)化并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子電流雙閉環(huán)反饋控制方案，作為系統(tǒng)總體控制方案；研究了電壓源型交直交變頻器的結(jié)構(gòu)和控制原理，設(shè)計(jì)了一套母線電壓和進(jìn)線電流雙閉環(huán)反饋系統(tǒng)方案并以DSP28335為控制核心實(shí)現(xiàn)了這一套控制方案，實(shí)現(xiàn)了變頻器的控制，得到頻率、幅值和相位可調(diào)的輸出電流；研究了基于1784板卡和旋轉(zhuǎn)編碼器的精確轉(zhuǎn)速測(cè)量方案，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子角的精確測(cè)量；研究了磁通觀察器的結(jié)構(gòu)和原理并實(shí)現(xiàn)了定子磁鏈的計(jì)