无刷双馈风力发电系统的矩阵变换器励磁控制

矩阵变换器(MC)功率双向流通、谐波含量低,由矩阵变换器励磁的无刷双馈风力发电机(BDFWG)系统,无电刷、有功及无功功率可灵活控制,是一类越来越引起关注的变速恒频(VSCF)风力发电技术。为此研究分析了无刷双馈风力发电机和矩阵式变频器的模型;采用数字信号处理器(DSP)与复杂可编程逻辑控制器件(CPLD)的组合结构,制作了一台5kW的矩阵变换器样机;应用直接传递函数调制和4步换流的控制方法,在CCS2与MAX+plusⅡ环境下进行了软件编程,通过仿真结果和样机实验结果的对比分析,验证了系统设计的正确性和可行性,为矩阵变换器的实际应用提供了实验根据。     

基于DSP+CPLD的双级矩阵变换器设计与实现

传统矩阵变换器的结构简单,功率密度较高,但其换流问题和复杂的PWM调制方法限制了它在工业领域中的应用.双级矩阵变换器(TMC)在保持传统矩阵变换器所有优点的同时,可使PWM调制算法更加简单.整流端的开关实现了零电流换流,没有传统矩阵变换器中的换流问题.针对TMC的控制要求,提出了一种基于DSP CPLD实现TMC的方法;开发了一套TMC装置.实验结果表明,该TMC具有优良的输入输出特性.     

基于CPLD的矩阵变换器半自然两步换流技术研究

根据矩阵变换器主电路换流的要求,阐述了应用半自然两步换流策略的合理性和可行性,利用CPLD器件代替分立器件设计了与换流相关的电路,并给出了相关波形.分析表明,半自然两步换流策略消除了对主电路可能造成的危害,在实际系统中起到了良好的效果.最后讨论了与换流有关的几个问题,得到了影响该换流策略的5个主要因素.     

基于CPLD的双级矩阵变换器研究与实现

提出了一种完全基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)的双级矩阵变换器的实现方案.该方案摒弃了常规的采用DSP(数字信号处理器)计算占空比、CPLD进行调制的思路,将调制部分的占空比计算也完全集成到CPLD内部,同时采用了状态机输出整流逆变开关状态.实验结果表明了这种方案的可行性,为日后生产双级矩阵变换器的专业集成芯片及工业化打下了基础.     

基于数字信号处理器的正弦脉宽调制矩阵变换器

将正弦脉宽调制（SPWM）控制技术虚用于矩阵变换器中，导出了矩阵变换器的SPWM调制策略，控制开关函数不需要复杂的数学推导和计算。利用TMS320F240数字信号处理器设计了矩阵变换器控制系统，分析了该系统的控制方法，给出了系统的硬件框图、软件流程图。该系统可满足矩阵变换器对控制实时性的要求，且性能良好，系统软、硬件设计简单。     

双电压合成的无刷双馈风力发电系统矩阵变换器励磁控制

为实现双馈型风力发电系统的变速恒频运行控制,构建了能量能够双向流通的励磁装置。矩阵变换器(MC)输出电压的频率、幅值、网侧功率因数可控,通过调节矩阵变换器输出电压频率,改变无刷双馈风力发电机控制绕组的电压频率,从而保证功率绕组输出电功率的频率稳定为工频。矩阵变换器采用双电压合成控制策略,控制电机的转速和功率因数;数字信号处理器应用双电压控制算法、复杂可编程逻辑器件实现4步换流方法,为矩阵变换器的双向开关提供PWM驱动控制信号。基于MatlabR2007a平台构建了MC励磁控制的无刷双馈变速恒频风力发电系统模型,通过实验室搭建的一套实际无刷双馈风力发电机组实验平台进行了相关实验,仿真和实验结果保持了较好的一致性,验证了控制方案的有效性,同时为矩阵式变换器的实际应用提供了理论和实验基础。     

基于数字信号处理器的正弦脉宽调制矩阵变换器

将正弦脉宽调制(SPWM)控制技术应用于矩阵变换器中,导出了矩阵变换器的SPWM调制策略,控制开关函数不需要复杂的数学推导和计算。利用TMS320F240数字信号处理器设计了矩阵变换器控制系统,分析了该系统的控制方法,给出了系统的硬件框图、软件流程图。该系统可满足矩阵变换器对控制实时性的要求,且性能良好,系统软、硬件设计简单。     

矩阵变换器的SPWM控制技术及其实现

通过把矩阵变换器等效为虚拟的交 直 交变换器 ,将SPWM控制技术应用于其中 ,提出了矩阵变换器的SPWM控制策略。应用DSPTMS32 0C2 4 0对控制系统进行了设计 ,使该系统不仅满足了矩阵变换器对控制实时性的要求 ,性能良好 ,而且使系统的软、硬件电路的设计变得简单、灵活。样机试验结果验证了所提出的控制策略和系统设计方案的可行性     

基于DSP的双级矩阵变换器设计

研究了具有新型拓扑结构的18开关电路的双级矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC),分别推导了其整流器和逆变器的空间矢量调制策略,介绍了零电流换流方法.并以DSP为控制器,IGBT为功率开关,建立了实验装置,编制了相应的控制软件,在改变调制比和PWM周期的条件下,拖动了三相对称星形联结的感性负载.实验中成功地实现了对输出电压频率和幅值的控制,为进一步研究双级矩阵变换器提供了理论和实践基础.     

基于dSPACE的矩阵变换器样机设计

实验样机是矩阵变换器走向工业应用的必经之路,可用以验证理论研究的正确性和考核关键技术的工程实用性。矩阵变换器实验样机平台以dSPACE为主控制单元,负责输入、输出区间判断、PWM占空比计算及电压、电流计算来判断故障等工作,完成了基于dSPACE和CPLD的数字控制系统软、硬件设计,并对输入二阶低通滤波电路、箝位电路和功率开关管矩阵电路进行了设计,进行了矩阵变换器样机实验,验证了该矩阵变换器样机的正确性和可行性。     

小型风力发电软开关变换器研究

针对传统小型风电变换器工作在硬开关状态时,开关损耗较大、开关管电压电流应力大、转换效率低的缺点,将一种单管Boost软开关变换器应用于小型风力发电系统.通过增加谐振电感和电容,实现了主开关管和续流二极管的软开通与软关断.在此分析了软开关变换器的工作原理,搭建了仿真模型和实验平台.仿真和实验结果证明,开关管和续流二极管均...     

基于DSP的电力参数检测系统的研究

介绍了基于DSP芯片TMS320LF2407的电力参数检测的软、硬件设计方法。给出了系统的工作原理、硬件结构及软件流程。在硬件方面,重点介绍了显示电路和以DSP与CPLD为核心的电力参数检测电路;在软件方面,介绍了电力参数检测的主程序,同时实现了语音提示功能和更加人性化的操作显示界面。     

基于DSP的大功率SRM全数字控制系统

设计了一种大功率开关磁阻电机(SRM)全数字控制系统.该系统采用高性能的数字信号处理器(DSP)TMS320F2812和单片机(MCU)89C52主-从双处理器结构,为了减少外围分立器件,增加系统可靠性和抗干扰性,应用了复杂可编程逻辑器件(CPLD)EPM7064S;控制策略采用电流斩波控制(CCC).132 kW大功率SRM控制系统成功应用于矿山矸石山绞车,由现场运行结果表明:速度跟踪性能和抗干扰能力强,电流波形接近理想方波,完全满足了工业现场的应用需求.进一步验证了该系统设计的合理性.     

基于DSP和CPLD的开关磁阻电动机数字控制器

在分析了开关磁阻电动机的调速系统和控制模式的基础上,提出了基于数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的开关磁阻电动机全数字控制器,对DSP和CPLD的功能进行了分配.部分逻辑的仿真结果表明,该控制器可以有效实现开关磁阻电动机的控制,满足高速电动机对实时性的要求.     

数字信号处理器和可编程逻辑器件的高频变换器

提出运用DSP PLD实现数字变换器的高频化,充分发挥DSP计算优势实现三相解耦控制;同时利用PLD速度快的优势产生高频开关信号.以一个三相变换器为例给出了该策略的具体实现.     

DSP空间矢量调制矩阵变换器的研究

详细介绍了双向开关矩阵变换器的空间矢量调制策略.相比其它控制策略,空间矢量调制策略能实现矩阵变换器输入输出正弦波形良好、功率因数为1,并能确保感应电机良好工作.为了实现这种控制策略并把PWM波送到相应的开关,采用了数字信号处理技术(DSP)和通用逻辑阵列技术(GAL).仿真和实验结果验证了这种控制策略的实际可行性.     

三电平中压风电变流器的研究

随着风电变流器向多兆瓦的发展,传统的低压风电变流器系统由于电流应力过大的问题,已不能很好地适应风电系统功率扩展的需求。深入研究了基于三电平技术的中压风电变流器的拓扑结构、主电路参数以及控制算法,研究了高压大功率IGBT的驱动技术,并完成了一台小功率的实验样机。样机基于DSP+FPGA主从处理器控制平台,对拓扑结构、关键性算法等进行了验证。实验结果证明了三电平中压风电变流器方案的可行性。     

双馈风力发电系统双PWM变换器控制技术

结合双馈感应发电机(DFIG)的数学模型,分别根据网侧变换器和转子侧变换器的控制目标对其单独进行SVPWM双闭环控制。提出控制系统中二阶PI调节器的参数优化设计方法,从而加快控制系统的响应速度,实现最大风能追踪,使DFIG能够在次同步、同步和超同步状态下进行快速、平稳过渡。最后根据优化设计后的参数对整个系统进行仿真研究,证明了该控制系统的快速性和可靠性。     

兆瓦级风力发电变换器通用控制平台的设计

双PWM变换器是兆瓦级风力发电中的关键部件.不同的用户对双PWM变换器的控制平台有着不同的要求,为缩短开发周期、增强扩展性,建立模块化、通用型硬件和软件平台,显得尤为必要.针对此问题,设计了一套基于32位定点数字信号处理器DSP(TMS320F2812)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)MAX7000S的全数字化控制平台.其考虑多种常用需求,建立主控制板和具有不同功能的独立子模块板,通过背板总线方式整合为统一整体,以实现模块化和通用化的目标.样机的实验结果验证了该设计的正确性和有效性.