双馈电机力能指标优化控制策略仿真研究

在双馈调速过程中,当转子侧变频电源的压频比与负载匹配不相适宜时,会使双馈电动机运行在力能指标相对较低状态,为探究恒转矩负载条件下转子侧变频电源的压频比对双馈电动机功率因数和效率的影响并使双馈电机力能指标得以优化,提出一种双馈电机力能指标优化控制策略.通过理论推导以及对不同频率、不同负载条件下,双馈电机转子侧电压、电流与定子侧电流、力能指标间的关系进行研究,得出控制转子电压可对定子侧功率因数进行控制的一般规律,并得出使定子侧功率因数为1时的压频比为转子侧最佳压频比,此时双馈电机的力能指标相对最优,在此基础上提出双馈电机力能指标优化控制策略,仿真结果表明力能指标优化控制策略能使双馈电机在不同频率、不同负载条件下始终运行在力能指标最优状态.     

一种新型的双馈电机的矢量控制方法

本文从原理上提出了一种通过检测转子侧的电流,控制转子电压与转子电流同相或反相的双馈电机的控制方法,通过检测转子电流,控制转子电压与转子电流同相或反相,控制转子侧功率因数为1,减小转子侧的变频器的容量,降低系统的成本.本论文对这一方案进行了分析,仿真和实验.     

无刷双馈电动机最优压频控制策略

无刷双馈电动机与其它电动机相比具有独特的优越性能,特别适合风机、水泵类负载的开环控制。文章以笼型无刷双馈电动机为研究对象,建立了无刷双馈电动机的数学模型,借助Matlab/Simulink仿真软件详细分析了电动机在调速过程中的最优压频控制策略。该策略可使电动机以最大功率因数和最小变频器容量稳定地运行在相应的转速上。     

基于MATLAB／Simulink的双馈感应电机建模与仿真研究

双馈电机的结构类似于绕线式感应电机,其定子绕组也由具有固定频率的对称三相电源激励,所不同的是其转子绕组由可调节频率的三相电源激励,一般采用交-交变频器或交-直-交变频器提供低频电源。本文在推导双馈电机在静止参考坐标系中的数学模型的基础上,应用矢量控制技术建立了双馈电机电流闭环控制。通过仿真获取该电机的电流、速度和磁通曲...     

无刷双馈电动机开环调速特性研究

介绍了无刷双馈电动机的基本原理,研究了其转子速d-q参考轴下的数学模型;在Matlab/Simulink环境下,采用恒压频比控制策略完成了无刷双馈电动机开环状态下的动态特性仿真,并基于双三电平变频器建立了实验平台,完成了无刷双馈电动机的开环调速实验。仿真与实验结果验证了无刷双馈电动机的运行机理及其良好的动态特性。     

隐极无刷双馈电动机的研究

针对无刷双馈电动机的转子磁场转换效率决定了其工作效率的问题,提出了一种隐极无刷双馈电动机隐极转子结构的优化设计方案。对作用较小的隐极转子进行优化设计,即将它们的槽型更改为半开口槽,不断改变它们的长宽比;利用有限元软件ANSYS分析不同长宽比转子结构的隐极无刷双馈电动机,获得其功率绕组励磁与控制绕组励磁分布;利用Matlab软件分解转子磁动势,获得转子磁动势的谐波含量,从而确定最有效谐波含量。实验结果表明,在设定隐极转子的长宽比分别为10、13、15、17、20的情况下,隐极无刷电动机在15倍长宽比转子结构时的能量转换效果最好。     

双馈感应风力发电系统低电压穿越转子侧新型控制方法

建立了增加定子励磁电流变化的双馈感应风力发电系统数学模型,分析了电网电压跌落时以及电压恢复后系统的响应特性.针对电网电压大值跌落的情况,提出了一种低电压穿越控制方案:首先在转子侧变换器定子磁链定向的矢量控制方案中引入一个补偿项——定子励磁电流的微分项;在此基础上,在发电机的转子侧串联电阻.仿真结果表明,该方法在电网电压大值跌落时,能够对定、转子侧的过电压过电流有明显的抑制作用.     

不同转子结构无刷双馈电动机的仿真研究

阐述了无刷双馈电动机的工作原理和不同转子结构特点,采用Ansoft软件对磁障、笼型、凸极、凸极加导条4种不同转子结构的无刷双馈电动机进行了建模仿真,通过二维瞬态电磁场有限元计算出了不同转子结构无刷双馈电动机的磁力线分布及气隙磁场谐波的频谱图,揭示了不同转子结构对无刷双馈电动机磁场调制效果的影响,得出磁障转子无刷双馈电动机对磁场的调制效果最好、笼型转子无刷双馈电动机对磁场的调制效果最差的结论,为深入研究无刷双馈电动机转子结构的优化设计奠定了基础。     

基于变频器和PLC的双馈电动机节能技术

双馈电动机同其他电动机相比,它所特有的性质就是其转子能够单独的进行励磁,使得它在节能与电机的调速方面存在着非常大的优势,特别是在水泵与风机类负载中进行使用的时候更能够体现它的优势。本文将对双馈电动机的使用理论进行分析,并针对PLC与通用变频器在控制系统中的使用进行研究。实验结果证实了双馈电动机在使用时能够达到预期的节能效果。     

双馈电机的电流解耦控制研究

在基于定子磁链定向的双馈电机控制系统中,由于传统的稳态下的电压前馈补偿,转子电流dq分量存在小幅度振荡问题,本文中采用了一种新的考虑定子磁链微分的电压前馈补偿方法（文中方法B）,取得良好的电流解耦控制效果。仿真结果验证了该方法的正确性。     

新型双馈风力发电机有功功率平滑控制策略研究

针对由于风能的不确定性、风力发电机的大惯性以及风力发电系统的响应延迟性等造成的风力发电机输出有功功率在一定范围内有波动的问题,提出了一种新型双馈风力发电机有功功率平滑控制策略。该控制策略在全风速范围内采用变浆与变速协调控制策略,并在其基础上增加了一个有功功率误差控制环节,将转子电压辅助控制指令值作为反馈量加入原来的转子电压控制指令值,通过控制SPWM脉冲发生器来实现风力发电机定子输出有功功率的平滑控制。Matlab/Simulink仿真结果表明,与传统有功功率控制策略相比,该新型有功功率平滑控制策略有效抑制了双馈风力发电机输出有功功率的波动。     

双馈异步发电机滞环矢量控制策略的研究

根据双馈异步发电机的运行特点,推导出了其在静止参考坐标系中的数学模型,采用定子磁链定向的矢量控制技术,并结合滞环电流控制技术,提出了一种新的转子励磁控制策略。利用Matlab仿真软件建立双馈异步发电机的仿真模型,对有功和无功功率的解耦进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制策略能够实现双馈发电机有功功率和无功功率的独立解耦控制。     

基于改进瞬时功率法的电动机故障诊断

从采集的鼠笼异步电动机定子电流出发,建立了流方的概念,通过故障电流的自乘方放大并转移故障特征频率。根据瞬时功率的概念提出了基于改进瞬时功率法的电动机故障诊断方法,通过理论推导分别提取了转子断条故障和转子偏心故障在流方中的特征频率分量,有效地克服了转子断条故障特征频率容易被基频淹没的缺点,实现了对转子断条、偏心、复合等故障的辨别诊断。该方法与传统瞬时功率法相比,采集的数据量减半,避免了电压波动和采样误差对瞬时功率的影响。     

变频器非正弦供电对异步电机的影响

介绍变频器非正弦供电对异步电机的影响,分析谐波电压和电流对电机磁路、定子和转子功率因数、电机损耗与效率、谐波转矩、电应力、轴电流产生的危害和如何防止。     

A planar variable reluctance magnetic micromotor with fullyintegrated stator and coils

A fully functional electrically excited planar variable reluctance magnetic micromotor has been demonstrated on a silicon wafer. The motor uses a micromachined nickel-iron rotor and a fully integrated stator, in which a toroidal-meander type integrated inductive component is used for flux generations. To reduce the magnetic reluctance in the stator, a modified stator geometry was adopted which removes the yoke used in a conventional magnetic variable reluctance motor. Using polyimide as both an integral structural material as well as an electroplating mold, a 40-μm-thick nickel-iron rotor 500 μm in diameter was microassembled onto a fully integrated nickel-iron stator 120 μm in thickness. When 500 mA of current was applied to each stator, 12° of rotation (1 stroke in this motor) was observed. By applying three phase 200-mA current pulses to the stators, rotation of the rotor was observed. The speed and direction of the rotation could be adjusted by changing the frequency and phase firing order of the power supply, respectively. Continuous rotor rotation was observed at speeds up to 500 rpm; this speed limitation was solely due to the limitation of the maximum frequency of the controller used. The micromotor could be reproducibly started, stopped, reversed, and continuously rotated. The predicted torque for the fabricated micromotor at 500-mA driving current was calculated to be 3.3 nN-m     

异步电机转子故障诊断算法研究

针对异步电机定子电流信号频谱分析法对转子故障诊断时,转子断条和偏心故障特征分量容易受到基波分量的影响,难以准确诊断故障的情况,对传统的瞬时功率信号频谱分析法进行改进.利用Hilbert变换对定子电压、电流进行数学变换,在此基础上得到改进的瞬时功率,然后对改进后的瞬时功率信号进行频谱分析.通过搭建异步电机故障检测实验平台进行了初步模拟实验,实验结果表明,该方法不仅消除了基波分量对故障特征分量的影响,而且还使频谱曲线更加清晰、简洁,突显了故障特征信息,弱化了非故障特征分量,为提高异步电机转子断条和偏心故障诊断的准确性奠定了基础.     

不平衡电网电压下双馈感应发电机无源控制

本文以抑制电网电压不平衡所带来的定、转子不平衡电流为目标,提出了一种基于无源化方法的双馈感应发电机不平衡控制策略.首先在分析了正转同步旋转坐标系下的双馈感应发电机正序模型及负序模型无源性的基础上,设计了正、负序模型的无源性状态反馈控制器;然后给出了一种期望状态值计算方法,根据不平衡控制目标得到定、转子电流负序分量的指令值,结合定子电压的正序分量和电磁转矩的期望值计算出定、转子电流正序分量的给定值;最后得到电网电压不平衡条件下双馈感应发电机的无源控制器.仿真结果表明:所提出的控制方案有效地抑制了电网电压不平衡故障时定子及转子的不平衡电流,降低了输出电磁转矩的波动,提高了双馈感应发电机系统在电网电压不平衡条件下实现不间断运行的能力.     

基于SVM与D-S证据理论的异步电动机转子断条故障诊断方法

目前异步电动机转子断条故障诊断方法都是基于从定子电流中提取出特征频率来对转子状态作出诊断的方法,当异步电动机空载或轻载时,该特征频率易受基频泄露的影响而很难得到,同时该特征频率受转速波动影响很大,单纯根据该特征频率对转子状态作出判断缺乏准确性。针对上述问题,提出了一种运用SVM与D-S证据理论对异步电动机转子断条故障进行识别的诊断方法。该方法基于扩展Park法与FFT变换法,分别从定子电流信号和振动信号中提取转子断条故障的特征信息,利用SVM对异步电动机的状态进行模式识别,并将识别结果形成彼此独立的证据,而后根据D-S证据融合规则进行融合处理,从而实现对异步电动机转子断条故障的准确识别。实验结果表明,该方法可以对异步电动机转子断条故障作出准确判断。     

双馈感应风力发电机组的非线性变结构空载并网控制策略

采用矢量控制结合PI控制来实现双馈感应发电机并网时,电机的各种磁链以及电压电流交叉耦合补偿部分都会降低电网电压跟踪的速度,使动态响应性能不够理想,令超调量增大.本文采用变结构控制与全状态反馈线性化解耦相结合的控制策略,来控制双馈感应发电机组的空载并网过程.在MATLAB仿真模型基础上,从空载并网时发电机定子电压对电网电压的跟踪、并网过渡过程中定转子电流变化情况,和并网后功率调节和最大风能捕获这3个阶段进行了仿真分析.最后将非线性变结构控制器与传统矢量控制外加PI调节控制的仿真结果进行了对比分析.结果表明,采用全状态反馈线性化变结构控制的双馈感应风力发电机组,可以实现发电机的平滑并网,并网效果较好,定子电流对电网冲击小,转子电流实现比较平稳的过渡.并网后,发电机能够有效地进行最大风能捕获,实现变速恒频发电和有功、无功功率的独立调节控制.通过与传统矢量控制的比较分析,可以看出,双馈感应风力发电机组采用状态反馈精确线性化变结构控制器比传统矢量PI控制器对电网电压跟踪速度更快,动态响应更快速、调节时间和超调量更小.     

利用插入高频电流进行异步机转速辨识方法的研究

本文描述了一种异步电动机无速度传减速矢量控制系统转速辨识的新方法,它利用在ｄ轴插入的高频电流在矢量控制未完全解耦时产生的转矩纹波,估算转子磁链角速度。