svpwm整流在无刷双馈电机独立发电系统中的研究与应用

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1、分类号学号M201271241学校代码10487密级硕士学位论文SVPWM整流在无刷双馈电机独立发电系统中的研究与应用学位申请人：张志浩学科专业：电气工程指导教师：韦忠朝副教授答辩日期：2015年5月19日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringResearchandApplicationofSVPWMRectifierinStand-alonePowerGenerationSystem

2、ofBDFMCandidate:ZhangZhihaoMajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Assoc.Prof.WeiZhongchaoHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.China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

3、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：年月日华中科技大学硕士学位论

4、文摘要能源短缺和环境污染等问题的日益凸显，已经成为制约全球经济发展的首要问题。在对风电等可再生能源的开发利用中，关键是要研究出性能达标的发电技术。变速恒频发电技术（VSG）是发电技术领域的一大热点，其中，无刷双馈电机(BDFM)用于VSG系统中成为了一个新的研究方向。该电机省去电刷和滑环结构，可靠性得到很大改善，且降低了电机的维护费用，更重要的是可以用相对低电压、小功率的变流器来实现对电机的控制。基于此，本文的研究内容主要是针对绕线转子无刷双馈电机独立发电系统的作了相关研究。首先，对BDFM的定子和转子结构进行说明，对它运行

5、于发电状态进行了分析。分别推导了BDFM在三相静止abc坐标系下和转子速dq坐标系下的数学模型。本文以转子速dq为基础，在Matlab/Simulink仿真环境中对BDFM的发电工况进行了建模与仿真。其次，分析了无刷双馈电机内部的能量流动关系，在此基础上，发电系统采用了谐波含量小、功率因数可调的交—直—交双PWM变频器。介绍了变流器整流侧的基本原理和数学模型，考虑到本文研究的发电系统工作场合的特殊性，即和并网发电情况有所不同，需要变流器整流侧有更快的响应速度，因此，本文对变流器整流侧提出了基于虚拟磁链定向的直接功率控制策

6、略，采用了SVPWM整流调制手段使系统动态的性能得到一定优化。在Matlab/Simulink软件环境中对该整流控制和调制手段进行了仿真。在该仿真的基础上，设计了相应的硬件平台进行实验。本文最后介绍了BDFM独立发电系统的实际控制系统的构成，着重分析了基于TMS320F28335控制系统的设计，且对该控制系统的软件设计进行了详细分析。并在64kW绕线式无刷双馈电机独立发电系统的实验平台上，进行了一系列验证发电质量的实验研究。实验结果表明发电系统的稳态性能和动态性能都能满足要求，验证了本文所采用的控制方法的正确性与实用性。关键

7、词：无刷双馈电机独立发电系统直接功率控制SVPWM整流I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTWithproblemssuchasenergyshortageandenvironmentalpollutiongettingmoreserious,havebecomeabottleneckrestrictingofthedevelopmentoftheglobaleconomy.Thekeyofthedevelopmentofrenewableenergysourcesistostudyagoodperformanceofp

8、owergenerationtechnology.Thevariablespeedconstantfrequency(VSCF)technologyisahotresearchtopicinthefieldofpowergenerationtechnology,andapplyingthe