變速恒頻雙饋發(fā)電機勵磁控制器實驗研究.pdf

1、風力發(fā)電作為最具規(guī)模商業(yè)開發(fā)價值的可再生能源利用技術之一，不僅可以有效減少環(huán)境污染而且可以改善能源結構﹑提高能源安全水平。風力發(fā)電已經(jīng)成為世界許多國家可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略的重要組成部分。交流勵磁雙饋風力發(fā)電是一種新型的﹑先進的發(fā)電技術，發(fā)電機定子直接與電網(wǎng)連接，通過調(diào)節(jié)轉子勵磁電壓的幅值﹑頻率﹑相位，可以實現(xiàn)發(fā)電機變速恒頻運行，而且能夠獨立調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出的有功功率和無功功率，實現(xiàn)最大風能捕獲。由于變換器在轉子回路，僅處理雙向流動的轉差功率

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磁雙饋發(fā)電系統(tǒng)轉子勵磁控制器展開研究，采用繞線異步電機作為雙饋發(fā)電機﹑電壓型雙PWM變換器作為發(fā)電機轉子勵磁電源﹑他勵直流電動機模擬風力機，構建了風力發(fā)電實驗系統(tǒng)。
　　 首先對風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)和風力發(fā)電技術的國內(nèi)外發(fā)展狀況進行了概述，指出加快發(fā)展我國風電產(chǎn)業(yè)，提高風電技術已刻不容緩，簡單介紹了變速恒頻風力發(fā)電技術的優(yōu)點及其幾種實現(xiàn)形式，雙饋感應發(fā)電機變速恒頻運行的基本

3、原理。其次分析了雙饋感應發(fā)電機的動態(tài)數(shù)學模型及在不同坐標系下的變換模型。重點分析了基于定子磁場定向矢量控制策略實現(xiàn)功率解耦控制的原理，并且在此基礎上設計了功率電流雙閉環(huán)PI 調(diào)節(jié)器。詳細說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 上的硬件實現(xiàn)方法，為功率解耦的實現(xiàn)打下基礎。
　　 文中對實驗系統(tǒng)各部分硬件電路的功能進行了說明，同時給出了硬件電路原理圖。在軟件設計方面，設計了主程序和定時器中斷子程序

4、及各模塊子程序，并對各部分算法進行了詳細說明。設計了過零點檢測電路，詳細介紹了初始相位的檢測方法，并設計了檢測程序，通過實驗測得轉子初始相位。根據(jù)轉子電流檢測中諧波量大，干擾嚴重等問題，制定了使用有限長單位沖激響應(FIR)濾波器進行軟件濾波的方案，介紹了采用窗函數(shù)設計FIR濾波器的方法，借助Matlab仿真軟件對FIR濾波器參數(shù)進行了設計并編制了FIR濾波器程序。為了實現(xiàn)雙DSP之間的通訊，編制了基于多通道緩沖串行口(McBSP)的通