雙饋風(fēng)電變流器同步鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)與FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化等問(wèn)題日益突出,許多國(guó)家都已經(jīng)將風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源作為應(yīng)對(duì)新世紀(jì)能源和氣候變化雙重挑戰(zhàn)的主要手段。近年來(lái),電力電子技術(shù)飛速發(fā)展,變速恒頻雙饋發(fā)電機(jī)廣泛應(yīng)用于兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
　　 本文論述了雙饋風(fēng)力發(fā)電變流器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型。詳細(xì)介紹了網(wǎng)側(cè)PWM變流器和轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器的工作原理,研究了雙PWM變流器的控制器設(shè)計(jì),推導(dǎo)了控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)的計(jì)算公式。網(wǎng)側(cè)PWM變流

2、器采用的是電流內(nèi)環(huán)、電壓外環(huán)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng),滿足了系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)定性的要求。轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變流器采用的是電流內(nèi)環(huán)、功率外環(huán)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了功率解耦控制及風(fēng)能捕獲。
　　 在三相電網(wǎng)電壓不平衡或突變等情況下,鎖相同步在并網(wǎng)變換器中尤為重要,鎖相環(huán)的性能好壞直接關(guān)系到變流器系統(tǒng)的優(yōu)劣和運(yùn)行穩(wěn)定性。論文研究了基于矢量控制的三相鎖相環(huán),根據(jù)坐標(biāo)變換原理,經(jīng)過(guò)三相靜止坐標(biāo)系到兩相靜止坐標(biāo)系,再由兩相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變化過(guò)程,

3、完成了鎖相環(huán)的鑒相功能,并對(duì)輸入的三相電壓角度值進(jìn)行采樣。然后運(yùn)用PI控制原理,實(shí)現(xiàn)環(huán)路濾波,根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定參數(shù)。再采用累加器原理實(shí)現(xiàn)數(shù)控振蕩功能,得到的輸出角度值與采樣角度值進(jìn)行比較,三相鎖相環(huán)能快速準(zhǔn)確地與三相輸入電壓的相位、頻率和幅值同步。
　　 本文采用Verilog語(yǔ)言完成了基于FPGA的三相鎖相環(huán)的設(shè)計(jì)。首先對(duì)三相鎖相環(huán)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì),然后分別實(shí)現(xiàn)了鑒相器、環(huán)路濾波器和數(shù)控振蕩器的功能,最后經(jīng)過(guò)頂層連接,完成了整個(gè)