定子双绕组高速感应发电机励磁控制策略研究

定子双绕组高速感应发电机励磁控制策略研究定子双绕组高速感应发电机励磁控制策略研究【摘要】: 随着新材料的出现、电力电子技术的发展和人们对电机性能要求的不断提高,新型特种电机不断涌现,高速电机便是其中的一个典型代表。高速电机作为发电机是一个主要的发展趋势,可以用于分布式发电系统或作为独立备用电源。本文主要研究高速感应发电机。当感应电机作为发电机时,受原动机转速变化和负载变化的影响较大,很难保证输出的电压恒定,因此高速感应发电机采用定子双绕组机构,通过控制补偿绕组的输入电压来解决这一问题。主要工作如下: 首先,设计一台12000r/min的定子双绕组高速...

定子双绕组高速感应发电机励磁控制策略研究【摘要】: 随着新材料的出现、电力电子技术的发展和人们对电机性能要求的不断提高,新型特种电机不断涌现,高速电机便是其中的一个典型代表。高速电机作为发电机是一个主要的发展趋势,可以用于分布式发电系统或作为独立备用电源。本文主要研究高速感应发电机。当感应电机作为发电机时,受原动机转速变化和负载变化的影响较大,很难保证输出的电压恒定,因此高速感应发电机采用定子双绕组机构,通过控制补偿绕组的输入电压来解决这一问题。主要工作如下: 首先, 设计一台12000r/min的定子双绕组高速感应发电机,定子功率绕组和补偿绕组的下线方式均为单层链式,并且保证这两套绕组空间上互差30?电角度,实现两者间互漏感在d、q轴上的解耦。并通过Ansoft软件进行有限元分析验证。其次,在现有的、较为成熟的控制策略(转子磁场定向矢量控制和定子磁中,进行分析比较,选择适合的控制策略。在上述工作的基础场定向矢量控制等) 上,确立定子双绕组高速感应发电机的数学模型,从而利用Matlab软件中S函数建立定子双绕组高速感应发电机的仿真模型。采用定子磁场定向矢量控制策略,在Matlab/Simulink的环境下,利用Simulink和Powerlib2元件库中的元件搭建起定子双绕组感应发电系统。为了提高该发电系统的供电质量,具有更好的抗干扰能力,采用模糊控制器。通过仿真证明模糊控制系统与传统PID控制系统相比,调节时间更短,波动更小,功率绕组输出电压更为平稳。最后,将一台型号为Y801-4的感应电机改造为定子双绕组感应发电机,并搭建了试验平台,对定子双绕组感应发电机进行试验验证。证明了感应发电机通过自身的剩磁和功率绕组并联的自励电容,在原动机的拖动下自励电压的理论;在补偿绕组输入端加入滤波器后,通过调节补偿绕组的输入电流,从而调节功率绕组的输出电压,验证了补偿绕组的对电机自身励磁的补偿作用。【关键词】:定子双绕组高速感应发电机励磁控制矢量控制模糊控制器【学位授予单位】:沈阳工业大学【学位级别】:硕士【学位授予年份】:2008 【分类号】:TM343 【目录】: , 摘要5-6 , Abstract6-10 , 第一章绪论10-16 , 1.1 引言10-12 , 1.2 课题的国内外研究现状12-14 , 1.3 本文的主要研究内容14-16 , 第二章定子双绕组高速感应发电机的设计16-26 , 2.1 高速感应发电机定子结构设计16-20 , 2.1.1 定子铁心设计16-17 , 2.1.2 定子绕组形式17-20 , 2.2 高速感应发电机转子结构设计20-21 , 2.2.1 转子铁心设计20-21 , 2.2.2 硅钢片的选择21 , 2.3 定子双绕组高速感应电机两套绕组容量比的设计21-24 , 2.3.1 定子双绕组高速感应电机在空载时的工作特点22-23 , 发电机出租 www.iifdj.com jd 2.3.2 定子双绕组高速感应电机在负载时的工作特点23-24 , 2.4 小结24-26 , 第三章定子双绕组感应发电系统控制策略26-42 , 3.1 感应电机发电原理26-29 , 3.2 定子双绕组感应发电系统29-31 , 3.3 定子双绕组感应发电系统控制策略31-37 , 3.3.1 感应发电机控制策略概述31-32 , 3.3.2 转子磁场定向矢量控制原理32-34 , 3.3.3 定子磁场定向矢量控制原理34-36 , 3.3.4 定子双绕组高速感应发电系统控制策略的确定36-37 , 3.4 模糊控制应用于定子双绕组感应发电系统37-41 , 3.4.1 模糊控制的基本原理37-38 , 3.4.2 模糊控制器的设计38-41 , 3.5 小结41-42 , 第四章定子双绕组感应发电系统的仿真42-58 , 4.1 Matlab仿真软件的介绍42 , 4.2 定子双绕组高速感应电机仿真模型的搭建42-46 , 4.2.1 定子双绕组高速感应电机的数学模型42-44 , 4.2.2 定子双绕组高速感应电机的建模44-46 , 4.3 模糊控制器的建模46-49 , 4.4 定子双绕组高速感应发电系统仿真结果及分析49-57 , 4.4.1 传统PID控制系统的仿真结果50-54 , 4.4.2 模糊控制系统的仿真结果54-57 , 4.5 小结57-58 , 第五章定子双绕组感应发电系统试验研究58-68 , 5.1 定子双绕组感应发电机样机的研制58-59 , 5.2 定子双绕组感应发电试验系统的搭建59-62 , 5.3 定子双绕组感应发电系统的试验研究62-66 , 5.3.1 补偿绕组输入信号移相试验62-63 , 5.3.2 定子双绕组感应发电机自励电压试验63 , 5.3.3 定子双绕组感应发电机补偿励磁试验63-66 , 5.4 小结66-68 , 第六章结论68-69 , 参考文献69-72 , 在学研究成果72-73 , 致谢73

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