采用矩陣變換器的直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行控制研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來(lái)越被人們所關(guān)注，風(fēng)力發(fā)電更是受到人們的重視?，F(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)一是無(wú)刷化，二是采用取消增速機(jī)構(gòu)的風(fēng)力機(jī)直接驅(qū)動(dòng)低速發(fā)電機(jī)，其中最典型的是直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)。尤其是大型直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，適合于我國(guó)風(fēng)力資源豐富的特點(diǎn)，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。 矩陣變換器是一種性能優(yōu)良的新型交-交變頻器，與傳統(tǒng)的交-直-交型變頻器相比具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需直流環(huán)節(jié)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；傳輸能

2、量密度大，體積??；輸入功率因數(shù)可調(diào)；能夠?qū)崿F(xiàn)四象限運(yùn)行等。隨著大功率電力電子器件的發(fā)展和對(duì)控制方法的研究的深入，矩陣變換器將給能源、電氣傳動(dòng)及高性能伺服控制等領(lǐng)域帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。 本文分析了矩陣變換器空間矢量調(diào)制基本原理，建立了矩陣變換器的數(shù)學(xué)模型；分析了永磁同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和穩(wěn)態(tài)等效電路，建立了基于轉(zhuǎn)子永磁體磁鏈定向的永磁同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，提出了一種采用矩陣變換器的直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用矩

3、陣變換器的先進(jìn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略，實(shí)現(xiàn)永磁同步發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)狀態(tài)下的穩(wěn)定運(yùn)行。為了驗(yàn)證其運(yùn)行效果，建立了包括模擬風(fēng)力機(jī)、永磁同步發(fā)電機(jī)、矩陣變換器及控制部分的仿真模型，并進(jìn)行了深入的分析研究。仿真結(jié)果體現(xiàn)了該系統(tǒng)的優(yōu)良特性，驗(yàn)證了該方案的正確性和可行性。 本文提出了一種采用DSP為主控制器、FPGA為協(xié)處理器的高性能矩陣變換器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。通過(guò)對(duì)空間矢量調(diào)制和四步換流策略進(jìn)行合理的功能劃分，成功地設(shè)計(jì)了矩陣變換器的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在