带整流桥负载的双绕组异步发电机励磁控制方法研究

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1、带整流桥负载的双绕组异步发电机励磁控制方法研究

2、第1图1异步发电系统结构框图在图1中设畸变的控制绕组端电压为500)this.style.ouseg(this)">(1)式中：En,θn为各次电压有效值和初相角，其中θ1=0。2.1产生所需的参考励磁补偿电流i＊c1的指令电路采用锁相环（PLL）实时跟踪控制绕组侧相电压eca的基波相位ωt,通过将其相位超前π/2，得到所需的励磁无功相位；把整流桥直流侧的实际电压udc与参考指定电压udc＊作比较后经PI调节得到所需励磁电流的幅值Im,这样就确定了参考励磁补偿电流i＊c1的相位和幅值，也就确定了500)this.sty

3、le.ouseg(this)">。500)this.style.ouseg(this)">（2）2.2静止无功发生器直流侧电容电压Uc的稳定要使SVG能正常地工作，就必须维持SVG直流侧电容上工作电压的稳定。根据三相电路的瞬时无功理论可知，a，b，c三相的瞬时有功功率分别为500)this.style.ouseg(this)">（3）式中：500)this.style.ouseg(this)">（4）由式（3）及式（4）得pa＋pb＋pc=p；qa＋qb＋qc=0（5）由以上分析可知，各相的瞬时无功功率之和为0，但在单独观察某一相时，其瞬时无功功率不为0，这表明各相

4、瞬时无功功率只是在三相之间交换，其交换的强度由q表征，因此，对于SVG而言，瞬时无功功率不会导致交流侧和直流侧之间的能量交换。考虑到直流侧电路的损耗，不对电容器的电压加以控制的话，电容器上的工作电压就不能维持，就必须引入适当的有功电流让交流和直流侧交换一定的能量。在本文提及的控制方案中，采用电容器上电压的实际值uc与参考值uc＊作比较后，经PI调节得到所需的有功电流的幅值ip，通过PLL实时跟踪eca的基波相位ωt,得到控制直流侧电容电压稳定所需的有功电流相位，这样通过确定其相位和幅值就确定了控制SVG直流侧电容电压的指令电流信号500)this.style.ous

5、eg(this)">。500)this.style.ouseg(this)">（6）2.3控制SVG的P信号的形成在图1中SVG需要产生电流的参考信号i＊c为i＊c=i＊c1＋i＊uc（7）把i＊c和实测的ic信号通过电流跟踪控制电路产生P信号，再让P信号经过驱动电路控制SVG中主电路的工作。500)this.style.ouseg(this)">（8）3稳态实验结果及仿真试验结果3.1双绕组异步发电系统参数发电机空载特性如图2所示。500)this.style.ouseg(this)">图2发电机空载特生在仿真试验中，电机模型的建立采用图2所示的发电机空载曲线，两

6、套绕组错开90°，并折算成具有相同的参数。原动机转速n=1500r/min；发电机极对数p=2；定子电阻R1=0.665Ω；转子折算到定子侧电阻R2=0.374Ω；定子漏感L11=9mH；转子折算到定子侧漏感L12=9mH；整流桥直流侧参考电压U＊dc=500V；SVG电容电流参考值U＊c=700V；自励电容C=100μF；SVG直流侧电容Cc=100μF；连接SVG和控制绕组之间的工作电感Ls=10mH。3.2稳态时的实验结果与仿真结果图3表示了稳态时整流桥直流侧电压与电流的仿真和实验的对比曲线;图4表示了稳态时发电机交流侧基波频率与整流桥直流侧电流的仿真和实验对

7、比曲线。从图3与图4可以看到实验曲线和仿真曲线很吻合，这就验证了所建仿真模型的稳态正确性。500)this.style.ouseg(this)">图3整流桥负载特性图500)this.style.ouseg(this)">图4直流电流与系统频率关系图3.3对发电机不加控制时的加载和卸载仿真波形3.3.1整流桥直流侧突加和突卸40Ω负载对发电机不加控制时，从图5与图6可以看出在3.5s时突加40Ω负载，交流侧电压基波频率下降，整流桥直流侧电压下掉约20V，当在7s时卸载，频率能恢复，电压能在超调约50V恢复。500)this.style.ouseg(this)">图5

8、PLL跟踪的交流侧电压基波频率输出500)this.style.ouseg(this)">图6整流桥直流侧电压3.3.2整流桥直流侧突加和突卸20Ω负载对发电机不加控制时，从图7与图8可以看出在3.5s时突加20Ω负载，交流侧电压基波频率下降，整流桥直流侧电压下掉约170V,当在7s时卸载，频率能恢复，电压虽然能恢复，但恢复时间较长。500)this.style.ouseg(this)">图7PLL跟踪的交流侧电压基波频率输出500)this.style.ouseg(this)">图8整流桥直流侧电压3.4对发电机采用SVG补偿容性励磁无功的加载和卸载仿真波形对