低温余热发电系统永磁同步发电机矢量控制方法研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文低温余热发电系统永磁同步发电机矢量控制方法研究ResearchonVectorControlofPMSGinLowTemperatureWasteHeatPowerGenerationSystem作者：翟允茁单位：电气工程学院指导教师：王正教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2015年3月3日学位授予单位：沈阳工业大学摘要随着时代的发展和科技的进步，世界对电能的需求也与日俱增。而传统的火力发电的低效率导致对低温余热的极大浪费，因而有机朗肯循环发电技术受到人们的广泛

2、关注。这一技术具有提高能源利用率、减少温室气体排放等优势，并且结构简单、易于实现。本文对低温余热发电系统的原理进行了详尽的介绍，并详细介绍分析了系统所用的核心部件。搭建了低温余热发电系统的实验平台，对实验数据进行记录与分析。本文主要的研究内容如下：（1）介绍了低温余热有机朗肯循环发电的原理，并对其进行了热力学分析；对有机朗肯循环所用工质R600a的性质进行分析；对低温余热发电系统的核心部件涡旋膨胀机和永磁同步发电机进行了详尽的研究与介绍。探讨分析了二者的工作原理、工作特性及其数学模型，还有各变量对其工作特性的影响

3、。（2）介绍永磁同步发电机的矢量控制方法。研究了在永磁同步发电机输出端串接感性电抗器以控制转矩的控制策略；采用电流滞环的控制方法将矩阵变换器与永磁同步发电机相结合，以达到对永磁同步发电机矢量控制的目的。应用simulink搭建矩阵变换器-永磁同步发电机的矢量控制模型，通过仿真证明了该系统可以对发电机的转速、输出电流及转矩进行有效控制，提高系统快速性。（3）在采用电流滞环的控制策略对永磁同步发电机进行矢量控制的基础上进行改进策略研究，更好的减少谐波的影响，并更加合理充分的利用三相输入电压，使其在一个周期内均参与调制

4、，改善电流波形。（4）搭建低温余热有机朗肯循环发电系统实验平台，通过对热源温度、工质的质量流量、永磁同步发电机转速与输出电流电压、涡旋膨胀机前后的压强等数据的采集与分析，讨论各实验参数对发电机输出功率的影响。关键词：低温余热发电，永磁同步发电机，矢量控制，矩阵变换器，电流滞环IAbstractWiththedevelopmentoftimesandtheprogressofscienceandtechnology,worlddemandforelectricityisgrowing.Andtheloweffici

5、encyoftraditionalthermalpowerleadtogreatwasteoflowtemperaturewasteheat,andthusorganicRankine'scyclepowergenerationtechnologyhasbeenwidelyconcerned.Thistechnologyhastheadvantageofenergyefficiencyandreducegreenhousegasemissions,simplestructure,easytoimplement.I

6、nthispaper,theprincipleoflowtemperaturewasteheatpowergenerationsystemhascarriedonthedetailedintroduction,anddetailedanalysisofthecorecomponentsusedinthesystem.Setuptheexperimentalplatformoflowtemperaturewasteheatpowergenerationsystem,andanalysisofexperimental

7、datarecord.Thisarticlemainresearchcontentisasfollows:(1)IntroducetheprincipleoflowtemperaturewasteheatorganicRankine'scyclepowergeneration,andthethermodynamicanalysis;UsedfororganicRankine'scycleworkingmediumR600apropertiesisanalyzed;Forlowtemperaturewastehea

8、tpowergenerationsystemiscorecomponentofvortexexpanderandthepermanentmagnetsynchronousgeneratorhascarriedonthedetailedresearchandintroduction.Discussbothoftheworkingprinciple,workingcharac