无刷双馈电机在独立电源系统中应用仿真研究

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1、《电气自动化)2014年第36卷第4期变流技术ConverterTechniques—无刷双馈电机在独立电源系统中应用的仿真研究姜忠山，王赛，崔翰明(1．海军航空工程学院，山东烟台264001；2．海军驻景德镇地区代表室。江西景德镇333000)摘要：分析了无刷双馈电源系统变速恒频的运行原理，结合独立电源系统的特点，建立了系统在空载和带负载状态下的数学模型；对系统空载至负载、转速突变、负载突变等情况进行了仿真研究，分析了系统动态特性；通过仿真验证，可以实现变速恒频发电，而且通过电压的标量控制可以实现系统输出电压的恒定。关键词：变速恒频；无刷双馈电机；系统建模；独立电源系统；仿真研究D

2、OI：10．3969／j·issn．1000-3886．2014．04．004[中图分类号]TM310[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2014)04—0010—03SimulationStudyOnApplicationofBDFGinStand-alonePowerSupplySystemsJIANGZhong．shan，WANGSai。CUIHan．ming(1．NavalNavigationEngineeringCollege，YantaiShandong264001，China；2．JingdezhenNavalRepresentativeOffice，Jin

3、gdezhenJiangxi333000，China)Abstract：Accordingtothecharacteristicsofthestand—alonepowersupplysystem。thispaperanalysestheoperationalprincipleofthevariablespeedconstantfrequency(VSCF)ofthebms~essdoubly—fedgenerator(BDFG)andestablishesmathematicalmodelswithzeroloadandwithload．Asimulationstudyismade

4、onthezeroloadtoloadtransfer，rotatingspeedmutationandloadmutation，anddynamiccharacteristicsofthesystemisanalyzed．Throughsimulation，itisverifiedthatthissystemcanrealizeVSCFgenerationandconstantsystemoutputvoltagecanbeobtainedthroughscalarvoltagecontro1．Keywords：VSCF；BDFG；systemmodeling；stand—alon

5、epowersupplysystem；simulationstudyIJ引昌独立电源系统是指航空航天器、汽车、轮船等电源系统的总称。近年来，随着各种先进设备的出现，对独立电源系统的供电性能提出了更高的要求，开发高质量高品质的独立电源系统受到了业界高度的重视，并取得了一些成果。无刷双馈电机(BrushlessDouble-FedGenerator，BDFG)是一种有着广阔应用前景的新型电机，该电机变频器容量小，无电刷和滑环，可以运行于亚同步速、同步速、超同步速，实现变速恒频图1BDFG独立电源系统结构图发电⋯，目前，对于双馈发电机和无届Ij双馈发电机及其控制则功率绕组供电频率为：策略的

6、研究，多集中在风力发电等并网型电源系统。可见，将，一60一60±!±(1)其应用于独立电源系统，有重要的科学意义和重大的推广应用价值。由式(1)可以看出，通过调节控制绕组的频率，就可以调节1BDFG独立电源系统运行原理功率绕组的频率，即可以实现独立电源系统的变速恒频发电。如图1所示，BDFG的定子装有两套不同极对数的绕组，一2BDFG独立电源系统数学模型套绕组接电网或负载，称为功率绕组，极对数为P；另一套绕组通文献给出了风力发电等并网型发电系统的转子速d—q坐过功率变换器接入定子，称之为控制绕组，极对数为P标系的数学模型：—+pip,pp12,lPO0pZm一ppntpmn1r十pZ

7、00ppnlpZm00r。s+pts一Parl一pZm—p⋯12rl(2)00P2r+pZ—PZ。pZ。0一pZ0r+pZ0Oplpm0pZ0r，+pZ，定稿日期：2013—09—0210ElectricaIAutomation《电气自动化)2014年第36卷第4期变流技术ConverterTechniques并网型电源系统实际上是一种受控电源，其功率绕组定子侧=接无穷大电网，其电压不可控且负载不可分析。当应用于独立电铷0l'pdgs】㈩源系统时，应确保其