無(wú)刷雙饋電機(jī)無(wú)源性控制方法研究.pdf

1、無(wú)刷雙饋電機(jī)（Brushless Doubly-Fed Machine，BDFM）具有運(yùn)行可靠、所需變頻器容量小、轉(zhuǎn)速和功率因數(shù)可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)和變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)。然而，其控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制性能不佳仍然是阻礙其推廣應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一。本文依托重慶大學(xué)輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研究項(xiàng)目，以籠型轉(zhuǎn)子BDFM為研究對(duì)象，對(duì)簡(jiǎn)化其控制結(jié)構(gòu)、提高其控制性能進(jìn)行了研究。
　　首先，簡(jiǎn)要介紹了BDFM的

2、基本結(jié)構(gòu)和基本理論，并通過(guò)開(kāi)環(huán)控制仿真驗(yàn)證了籠型轉(zhuǎn)子BDFM的運(yùn)行特點(diǎn)；其次，采用控制繞組由電流源型逆變器供電的方案，把籠型轉(zhuǎn)子BDFM的6階轉(zhuǎn)子速dq軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型降階為4階，進(jìn)而建立了基于降階模型無(wú)轉(zhuǎn)矩估計(jì)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)控制；第三，根據(jù)無(wú)源性控制的基本理論，建立了籠型轉(zhuǎn)子BDFM的歐拉-拉格朗日方程，從能量的角度分析了系統(tǒng)的無(wú)源性，進(jìn)而提出了一種新的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速控制結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)

3、的控制器，對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真研究，并探討了參數(shù)變化對(duì)該控制方法的影響，結(jié)果表明無(wú)源性控制方法具有良好的動(dòng)態(tài)性能；最后，對(duì)比分析了開(kāi)環(huán)控制、基于降階模型無(wú)轉(zhuǎn)矩估計(jì)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、無(wú)源性控制等不同控制策略的動(dòng)態(tài)特性，結(jié)果表明，開(kāi)環(huán)控制的調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)、超調(diào)量大，基于降階模型無(wú)轉(zhuǎn)矩估計(jì)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制過(guò)渡平穩(wěn)但精度較低，直接轉(zhuǎn)矩控制的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大。綜合比較，無(wú)源性控制展現(xiàn)出更為優(yōu)良的動(dòng)態(tài)控制性能。
　　本文的研究工作