基于等效旋转控制绕组的无刷双馈电机控制策略研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文基于等效旋转控制绕组的无刷双馈电机控制策略研究姓名：金镭申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：王凤翔20070316沈阳工业大学硕士学位论文摘要无刷双馈电机是一种新型电机，其不但具有简单、可靠和坚固等特点，还可以运行在异步、同步和双馈状态下。与使用传统交流电机的调速系统相比，只需通过定子控制绕组提供转差功率，仅占整个系统功率的一小部分。因此，它在风机、泵类的变频调速控制系统和风电、水电的变速恒频控制系统中，有着广泛的应用前景。本文的主要工作包括无刷双馈电机的理论分析、系统仿真和实验研究，具体分为以下内容：首先，通过对无刷双馈电机的结构

2、特点、运行方式和机电能量转换过程的描述，分析了无刷双馈电机的基本原理。根据电机转子的磁场调制作用，分析了气隙中有效磁场的产生过程，解释了无刷双馈电机产生机电能量转换的机理。其次，在磁场调制理论的基础上并结合前人的研究成果，得到利用等效旋转控制绕组的方法建立的无刷双馈电机数学模型。基于这种数学模型，利用MATI，AB／sIMuL玳K软件搭建了无刷双馈电机的仿真模型，并对电机的起动、稳态运行(异步、同步和双馈运行)等状态下的动态特性进行了仿真研究。再次，研究了无刷双馈电机的控制方法。在等效旋转控制绕组数学模型的基础上，引入了绕线转子感应电机的磁场定向控制策略，只需通过调节无刷

3、双馈电机控制绕组电流的幅值、相位和频率就可以实现对速度的有效控制，提高了电机的响应速度。在此基础上，又对智能控制进行了初步的研究，采用了模糊PID控制方法，增强了电机的动态性能。通过仿真分析证明了上述方法的正确性。最后，进行了无刷双馈电机实验系统硬件和软件的部分设计工作，对基于等效旋转控制绕组数学模型的无刷双馈电机的变频调速控制系统进行了实验研究。实验结果验证了理论分析和仿真研究的正确性。关键词：无刷双馈电机，旋转坐标系，数学模型，控制策略沈阳工业大学硕士学位论文StudyonDoubly-FedBrushlessMachineControlStrategyBasedon

4、EquivalentRotatingControlWindingsAbstractThedoubly-fedbrushlessmachine(DFBM)isanewkindofelectricalmachine,whichnotonlyhasthecharactersofsimplicity，robnstnessandreliabilitybutalsocouldlullinasynchronous．synchronousordoubly-fedoperationmodes．Comparedtospeedregulatingsystemsusingconventional

5、ACmachine，theDFBMsystemcontrolsonlytheslippowerofmachine，asmallfractionoftheoverallsystempower,throughthestatorcontrolwindings．Soitwillhavewidespreadavailabilityinvariablefrequencyadjustingspeed(VFAS)systemsofwindmachinesandpumpandvariablespeedconstantfrequencyfvSCF)windpowerandwaterpower

6、generatingsystems．Themainworksofthispaperconcludethetheoryanalysis，performancesimulationandexperimentstudyoftheDFBM．Severalpartsarefollowed．Firstly，byexpressingstructurecharacters，operationmodesandelectromagneticenergyconversion,somebasicconceptsofDFBMarcexplained．Basedonmagneticfieldmodu

7、lationfunctionofrotor,thegenermionprocessofeffectiveairgapmagneticfieldcomponentsinmachinewasanalyzedandelectromechanicalenergytransfermechanismofDFBMwasexpound．Secondly,accordingtomagneticfieldmodulationprincipleofDFBMandpreviousproductionsofresearchers,DFBMmathema