基于矩陣變換器的無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機控制研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電以其綠色、清潔、環(huán)保和可再生等優(yōu)點成為世界能源增長最快的新領(lǐng)域。本文簡單介紹了國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀及其發(fā)展動態(tài)。在分析了風(fēng)力發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀和趨勢的基礎(chǔ)上，提出了一種新的基于交-交矩陣變換器的無刷雙饋電機風(fēng)力發(fā)電控制方式。解決了目前商用變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)普遍采用的交-直-交變流器由于存在中間直流環(huán)節(jié)而導(dǎo)致變流器效率不高和體積較大的問題。而且無刷雙饋電機由于無須滑環(huán)和電刷，可靠性高，特別適用于在風(fēng)力發(fā)電等惡劣的環(huán)境中運行。

2、本文簡單介紹了無刷雙饋電機和矩陣變換器的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和發(fā)展研究情況。根據(jù)無刷雙饋電機的基本結(jié)構(gòu)和原理，分析了其變速恒頻發(fā)電的實現(xiàn)。從其基本方程出發(fā)建立了無刷雙饋電機在轉(zhuǎn)子速d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，由此推導(dǎo)出其穩(wěn)態(tài)等效電路，并對其電磁關(guān)系與轉(zhuǎn)速、功率、能量傳輸、效率和功率因數(shù)等特性進行了深入的分析。對作為無刷雙饋電機勵磁用變頻器的矩陣變換器，在簡單介紹其主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)原理、雙向開關(guān)類型和輔助保護電路的基礎(chǔ)上，對其調(diào)制方法和換流策略進行了深

3、入的分析，確定了采用間接空間矢量調(diào)制的方法和四步換流的策略。以此建立了矩陣變換器的仿真模型，并對其進行了仿真分析。仿真結(jié)果證明了所采用的調(diào)制方法和換流策略的正確性和可行性。 在利用轉(zhuǎn)子d-q坐標(biāo)系與同步坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系實現(xiàn)無刷雙饋電機定子功率繞組和控制繞組的解耦控制基礎(chǔ)上，提出了基于d-q坐標(biāo)系的無刷雙饋電機有功功率和無功功率獨立控制的策略。設(shè)計了基于交-交矩陣變換器的無刷雙饋電機雙閉環(huán)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，并主要對其有功和