绕线式无刷双馈电机单机发电的控制策略研究

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1、分类号学号M201271394学校代码10487密级硕士学位论文绕线式无刷双馈电机单机发电的控制策略研究学位申请人：李波学科专业：电气工程指导教师：韦忠朝副教授答辩日期：2014年5月29号万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringTheResearchofAWoundRotorBrushlessDouble-fedMachineStand-alonePowerGenerationControlStrategyCandidate:LiBoMajo

2、r:ElectricalEngineeringSupervisor:Associate.Prof.WeiZhong-chaoHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授

3、权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要无刷双馈电机是一种新型的电机，它结构特殊，能实现定子两套绕组和转子间的功率传递。转子上省去了电刷和滑环，这减少了电机的维修费用和开发成本。而且，无刷

4、双馈电机还可以用小功率的变频器来实现控制，被认为在调速驱动和变速恒频发电领域里有很好的发展未来。本文做了如下工作。首先，文章介绍了无刷双馈电机的定、转子结构，在等效的两台异步电机级联的模型基础上，分析了无刷双馈电机的变速恒频发电的工作原理。重点分析了其在发电的各个速度段时的能量传递关系。推导了无刷双馈电机的静止坐标系下的数学模型和转子速下的数学模型。其次，针对单机发电这一实际应用，文章详细分析了无刷双馈电机发电的控制策略，包括标量控制和磁场定向的矢量控制。重点分析了电机单机发电时的标量双闭环控制，并提出一种优化控制响应的方案。在Matlab/Simulink的仿真环境下对闭环系统进行仿真研

5、究，分析电机发电时对负载的响应特性。随后，基于TMS320F28335的高性能处理器，设计了无刷双馈电机闭环发电系统的控制器，并搭建了绕线式无刷双馈电机单机发电的实验平台，在双闭环控制算法的基础上，进行了空载自启动建立电压、稳态运行、动态运行实验。分析不同性质的负载对发电系统的影响，验证控制算法的正确性和无刷双馈电机单机发电的优越性。并总结了系统在单机发电过程中存在的几个问题。关键词：无刷双馈发电绕线式转子控制系统设计I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractBDFMisanewmotor.Becauseofitsspecialstructure,itcanachievethepo

6、wertransferbetweenthestatorandrotorwindings.Iteliminatestherotorbrushesandsliprings,whichreducesmaintenancecostsanddevelopmentcostsofthemotor.Moreover,itcanuseasmallpowerinvertertocontrolthepoweroftheBDFMinVSCFspeeddrivesandpowergeneration,provingaverygooddevelopmentinthefuture.Firstly,thearticlei

7、ntroducesthestatorandrotorstructureofBDFM.Basingonthemodeloftwocascadedinductionmotor,thispaperanalyzedtheBDFMVSCFpowerworks.Atthesametime,thearticleanalyzesthepowertransferrelationshipintheoperationofthevariouss