基于異步電機(jī)改進(jìn)矢量控制的交流電力測(cè)功機(jī)系統(tǒng)研究.pdf

1、電力測(cè)功機(jī)是一種新型的測(cè)功機(jī)，能夠?qū)y(cè)功產(chǎn)生的能量返回到電網(wǎng)或與其他電動(dòng)裝置形成能量循環(huán)，一方面可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能，另一方面很大程度的提升了測(cè)功機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性，是傳統(tǒng)測(cè)功機(jī)的理想替代品。
　　 本論文在分析了不同種類電力測(cè)功機(jī)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了基于矢量控制技術(shù)的兩種交流電力測(cè)功機(jī)方案，分別為獨(dú)立式能量回饋型電力測(cè)功機(jī)系統(tǒng)方案和電封閉式電力測(cè)功機(jī)系統(tǒng)方案，這兩種方案中使用具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)的鼠籠式異步電機(jī)作為測(cè)功電

2、機(jī)。方案中均能夠?qū)y(cè)試中所產(chǎn)生的能量進(jìn)行回收利用，或者回饋到三相電網(wǎng)，或者返回到直流母線供被測(cè)電機(jī)使用，達(dá)到高效、節(jié)能的目的，具有很高的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　 兩種電力測(cè)功機(jī)方案中均采用“交—直—交”結(jié)構(gòu)作為主電路。獨(dú)立式方案中為了實(shí)現(xiàn)能量雙向流、回饋電能的高功率因數(shù)，采用了三相PWM整流控制技術(shù)作為前級(jí)“交—直”轉(zhuǎn)換控制;對(duì)后級(jí)的“直—交”轉(zhuǎn)換控制采用基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn);電封閉式方案中采用共直流母線結(jié)構(gòu)，通過使

3、用基于矢量控制的雙機(jī)側(cè)模型來控制測(cè)功電機(jī)和被測(cè)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)利用。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了這兩種方案的可行性。
　　 通過對(duì)異步電機(jī)傳統(tǒng)矢量控制方法的分析和研究，針對(duì)坐標(biāo)變換后產(chǎn)生的交叉耦合電勢(shì)，所引起的電流內(nèi)環(huán)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力下降，從而使得轉(zhuǎn)矩、功率外環(huán)的控制性能下降的缺點(diǎn)，本文中通過分析交叉耦合電勢(shì)，將前饋解耦補(bǔ)償引入電流內(nèi)環(huán)，并將耦合項(xiàng)的計(jì)算直接使用系統(tǒng)外環(huán)的給定值來獲得，進(jìn)一步提高補(bǔ)償項(xiàng)的快速性，從而改善電流內(nèi)環(huán)的動(dòng)態(tài)響

4、應(yīng)能力。同時(shí)針對(duì)矢量控制的雙環(huán)結(jié)構(gòu)，本文使用模糊自適應(yīng)PI調(diào)節(jié)器來代替系統(tǒng)外環(huán)的傳統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器，同時(shí)簡(jiǎn)化了模糊規(guī)則表，使之易于數(shù)字實(shí)現(xiàn)，并通過尋找系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的最優(yōu)語義軌跡，來修正模糊規(guī)則表和隸屬度函數(shù)，從而獲得最快的轉(zhuǎn)矩、功率響應(yīng)速度，有效的提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。
　　 由于電封閉式電力測(cè)功機(jī)系統(tǒng)中存的共直流母線結(jié)構(gòu)，而突加、突減負(fù)載時(shí)均會(huì)引起母線電壓較大的波動(dòng)，降低了直流母線電壓的穩(wěn)定性，本文研究了直流母線電壓波動(dòng)對(duì)逆變器輸