无刷双馈电机的控制策略

无刷双馈电机作为一种兼有笼型、绕线型异步电机和电励磁同步电机优点的新型电机,在电动机变频调速和变速恒频发电领域中越来越受到重视。本文在系统研究国内外对无刷双馈电机研究的基础上,总结分析了目前在无刷双馈电机的闭环控制中比较成熟的一些控制策略,以期推动我国无刷双馈电机的研究。     

绕线转子无刷双馈电机的d-q轴数学模型

在阐述绕线转子无刷双馈电机的定子绕组、转子绕组结构和静止a-b-c轴数学模型的基础上,推导出电机的d-q轴数学模型。这种电机模型建立在一个任意d-q轴坐标系下,使用起来方便,消除定子绕组和转子绕组之间互感矩阵的时变系数,缩短计算时间,有利于控制方法的实现,适用于绕线转子无刷双馈电机动态和稳态性能的分析研究。d-q轴数学模型的参数能根据电机的设计几何尺寸和经验公式得到。通过仿真分析结果和实验数据的对比,验证了任意d-q轴数学模型的正确性。绕线转子无刷双馈电机任意d-q轴数学模型的建立为电机性能分析和控制策略的研究奠定基础。     

无刷双馈电机的控制策略

在系统研究国内外对无刷双馈电机研究的基础上，总结分析了目前在无刷双馈电机的闭环控制中比较成熟的一些控制策略，以期推动我国无刷双馈电机的研究。     

无刷双馈电机数学模型的研究和分析

针对目前使用较多的无刷双馈电机的两种数学模型,即转子速d-q模型和统一坐标系模型,在推导过程和应用方面做了研究和分析.两个模型的推导目的都是将多回路模型简化为两轴模型,但是由于对转子的不同处理方法和坐标变换时对坐标轴的不同定义导致得到的数学模型不同.相对于多回路模型,转子速d-q模型阶数大大减少,更适合控制策略的研究,但d轴和q轴分量却合不成矢量方程,导致其在理论分析中带来不便.统一坐标系模型是矢量方程,形式简洁,使用方便.其功率、控制绕组和转子电压、电流和磁链可以折算到功率或控制绕组的以任意速度旋转的坐标系上.该模型更适合用于无刷双馈电机的各种控制策略.对这两个模型的研究与分析为无刷双馈电机控制策略的研究提供了参考.     

无刷双馈电机工作原理和数学模型的研究

无刷双馈电机作为一种新型的交流调速电机,在风力发电和水力发电中都有很好的发展前景。本文介绍了该电机的工作原理,分析了该电机的两种数学模型-三相静止坐标系中的数学模型和d-q坐标系中的数学模型,并在d-q坐标系数学模型基础上搭建BDFM的Matlab/Simulink动态仿真模型,通过一系列的仿真验证了数学模型的正确性,为以后对该种电机进行深入的研究奠定了基础。     

级联式无刷双馈电机基本原理探讨

作为无刷双馈电机的原型，级联式无刷双馈电机对无刷双馈电机的研究具有基础性的指导意义。从交流电机的基本理论出发，详细阐述了级联式无刷双馈电机的基本原理，指出级联式无刷双馈电机与双馈电机是两种截然不同的电机。     

基于转差频率旋转坐标系的无刷双馈电机数学模型

由于无刷双馈电机功率绕组和控制绕组极数不同,两套绕组电流在电机气隙内产生的旋转磁场的转速不同,使得人们在建立无刷双馈电机数学模型时,通常建立两个旋转坐标系.为解决此问题,本文提出一种基于转差频率旋转坐标系的建模方法,将本是固定的控制绕组建立在以特定速度旋转的坐标系上,这种方法可以将无刷双馈电机数学模型建立在一个旋转的坐标系上.这种建模方法,解决了原来数学模型建立过程复杂,难以理解的问题,并为建立类似传统异步电机的矢量控制方法奠定了基础.     

级联式无刷双馈电机在dq0坐标系上的数学模型

无刷双馈电机是一种用于拖动风机、泵类负载节能调速最有效的新型电机之一,有着很好的发展前景。本文以实际应用中比较可行的级联式无刷双馈电机为例,建立了其实用的数学模型,为级联式无刷双馈电机的设计以及其拖动控制系统的建立提供了有力的工具。     

无刷双馈电机及其调速系统的发展

通过回顾无刷双馈电机的原理、数学模型和闭环控制策略的发展情况，介绍了无刷双馈电机本体及其调速系统在国内外的发展及现状，分析了研究意义，并展望了其发展前景。     

级联式无刷双馈电机基本原理探讨

作为无刷双馈电机的原型,级联式无刷双馈电机对无刷双馈电机的研究具有基础性的指导意义。从交流电机的基本理论出发,详细阐述了级联式无刷双馈电机的基本原理,指出级联式无刷双馈电机与双馈电机是两种截然不同的电机。     

无刷双馈电机的效率分析

无刷双馈电机是一种新型的感应电机,可以降低调速系统的容量,对电网的谐波污染小,因而具有很好的发展前景.从无刷双馈电机的原理出发,分析了定子和转子的损耗,进一步对定子绕组极数的选择、定子绕组的设计形式、转子绕组极数的选择以及转子绕组的设计等方面进行了详尽的说明和分析,总结出提高该类电机效率的方法和途径.     

级联式无刷双馈电机的建模与仿真

对级联式无刷双馈电机的结构与原理进行了介绍,推导了该电机在转子速旋转坐标系下的d-q模型。基于该数学模型,在Matlab/Simulink环境下,编写S函数,建立了级联式无刷双馈电机的仿真模型,并对电机的一些运行特性进行了仿真。为该类电机进一步用于变速恒频风力发电领域的研究打下理论基础和提供仿真模块。     

无刷双馈电机调速特性的仿真和试验研究

基于无刷双馈电机的工作原理,对d-q轴坐标系下的数学模型进行了分析;采用M atlab/S imu link对无刷双馈电机控制系统进行了仿真,同时对无刷双馈电机进行了试验测量,试验数据与仿真结果进行了对比,从而进一步验证了无刷双馈电机的调速特性及优点。     

基于模糊控制的无刷双馈电机直接转矩控制

研究了无刷双馈电机(BDFM)直接转矩的控制(DTC)策略,在传统直接转矩控制方法的基础上,利用离散空间电压矢量调制(DSVM)技术,给出了基于改进模糊控制策略的无刷双馈电机的直接转矩控制方法,系统仿真结果表明该控制系统低速特性和传统控制策略相比有很大提高,控制准确,能够满足电机从亚同步状态到超同步状态的运行需求。     

笼型转子无刷双馈电机的动态特性仿真

无刷双馈电机在结构上与传统交流电机有较大的不同。本文介绍了对笼型转了无刷双馈电机的结构,原理与运行方式,建立了该种电机通用的数学模型,给出了参数计算方法,并对一台（４＋２）极无刷双馈电机的多种运行方式进行了仿真研究。     

无刷双馈电机的转子结构优化设计

分析了无刷双馈电机的运行原理,介绍了电机的定、转子结构的设计方法。以一台(6+2)极的普通凸极转子无刷双馈电机为例,采用田口法对电机转子结构进行优化设计,通过信噪比分析得到了电机转子结构设计中的一些基本结论。有限元电磁场仿真分析结果证明了田口法的有效性和正确性。     

无刷级联双馈感应发电机稳压控制策略

针对级联双馈感应电机作为无刷变速恒频发电机带负载独立运行控制问题,设计了一种新型稳压控制策略。基于级联双馈感应电机作为无刷变速恒频发电机运行的数学模型,设计了一种易于实施的间接磁场定向矢量控制,可在转速和负载单独变化或一起变化时,稳定发电机的输出电压幅值和频率。同时,电压控制器设计避免了前馈补偿及其所需额外电流传感器的应用,即通过合理设计抑制了耦合效应带来的扰动。利用所搭建的级联双馈感应电机测试平台开展了实验研究,测试结果验证了电压控制器的稳压性能。     

无刷双馈电机电感参数的计算

为准确计算无刷双馈电机的微分电感参数,在传统有限元能量摄动法的基础上,提出一种改进的能量摄动法。新方法可大大减少非线性方程的求解次数,并具有采用1阶导数求解、直接计算能量增量等优点。通过一台类笼型转子无刷双馈电机的算例和实验结果对比,表明该法效率更高、计算更准确,为无刷双馈电机的仿真提供了一种实用的电感计算方法。     

矩阵变换器励磁的无刷双馈电机能量研究

矩阵变换器(MC)是一类交交变换器,没有中间直流环节,具有功率双向流动的能力。采用MC励磁的无刷双馈风力发电系统,是较理想的变速恒频发电方案,能否有效地实现系统有功功率和无功功率的解耦控制,是提高系统稳定性和实用性的关键。为此,从两相坐标系出发,研究MC的瞬时无功功率和有功功率,根据风力机最大风能捕获控制策略、无刷双馈电机的有功功率和无功功率的数学模型,提出了基于反向传播神经网的功率控制方案,应用Matlab/Simulink建立了系统的仿真模型。仿真结果表明,反向传播神经网功率解耦控制系统有快速的动态响应、较强的鲁棒性,能实现对整个系统的有功功率和无功功率的独立控制,从而验证了控制策略的有效性。