異步電機起動-發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)及電機控制技術(shù)的迅速發(fā)展，由電力電子變換器控制的異步電機實現(xiàn)起動/發(fā)電雙功能已成為可能。采用異步電機起動/發(fā)電雙功能系統(tǒng)作為飛機、汽車、坦克戰(zhàn)車、輪船等運動載體的電源系統(tǒng)正成為當今國際上的一個研究熱點。 在分析發(fā)動機起動轉(zhuǎn)矩特性的基礎(chǔ)上，比較了異步電機的幾種起動方案。對異步電機起動/發(fā)電系統(tǒng)，為兼顧起動和發(fā)電雙方的要求，提出了系統(tǒng)綜合設(shè)計技術(shù)。深入研究比較了三角形連接與星形連接的電機中直接轉(zhuǎn)矩控制的異同，比較了兩

2、種連接方法起動的優(yōu)缺點。研究了兩種有效可行的異步電機起動電流限制方案。 深入研究了瞬時轉(zhuǎn)矩控制的異步發(fā)電系統(tǒng)的建壓過程，分析了建壓過程的影響因素。采用瞬時轉(zhuǎn)矩控制策略的異步發(fā)電系統(tǒng)中，所發(fā)矢量對磁鏈和轉(zhuǎn)矩控制作用的不均勻?qū)е码娏鬟^沖的出現(xiàn)，提出在每個非零電壓矢量所發(fā)的周期中間平均插入一個短時間的零電壓矢量來限制電流過沖，使系統(tǒng)順利建壓運行。提出了瞬時轉(zhuǎn)矩控制策略下異步發(fā)電系統(tǒng)的電壓泵升控制方案，即借鑒BOOST變換器的工作原理，

3、利用宏觀上零電壓矢量作用時電機繞組電感積蓄能量，非零電壓矢量作用時，原動機輸入能量和電機繞組電感積蓄的能量一起向外輸出的特點，通過調(diào)節(jié)零電壓矢量和非零電壓矢量的作用時間之比，實現(xiàn)直流母線輸出電壓的泵升。研究了功率開關(guān)緩沖電路的原理與設(shè)計方法。對中功率異步發(fā)電系統(tǒng)進行了全面的性能測試。 提出充分利用系統(tǒng)中變換器可快速控制定子磁鏈轉(zhuǎn)速的特點，改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向，實現(xiàn)起動到發(fā)電的平滑轉(zhuǎn)換，詳細介紹了轉(zhuǎn)換過程控制方案。建立了異步電機起動

4、/發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型，對起動/發(fā)電轉(zhuǎn)換進行了全過程仿真，仿真獲得實驗驗證，實現(xiàn)了異步電機起動/發(fā)電雙功能。 對多年來國內(nèi)外三相變頻驅(qū)動系統(tǒng)中逆變器的故障診斷與容錯技術(shù)進行了總結(jié)與比較，指出了各種方式的優(yōu)缺點，并提出今后的研究方向。 對采用直接轉(zhuǎn)矩控制的異步電動系統(tǒng)與采用瞬時轉(zhuǎn)矩控制的異步發(fā)電系統(tǒng)的最常見故障進行了故障工況分析，為進一步進行故障診斷打下基礎(chǔ)。 對采用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的異步電動系統(tǒng)，研究了兩種有效可行

5、的容錯方案。方案一系統(tǒng)成為四開關(guān)兩相運行系統(tǒng)，方案二系統(tǒng)成為四開關(guān)三相運行系統(tǒng)，提出了兩種四開關(guān)系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制中磁鏈和轉(zhuǎn)矩的控制方案。 對采用瞬時轉(zhuǎn)矩控制的異步發(fā)電系統(tǒng)進行了容錯研究，系統(tǒng)容錯后成為四開關(guān)三相異步發(fā)電系統(tǒng)，研究了四開關(guān)三相異步發(fā)電系統(tǒng)瞬時轉(zhuǎn)矩控制策略的實現(xiàn)方法。為提高容錯型四開關(guān)三相異步發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，進行了基于空間矢量調(diào)制的瞬時轉(zhuǎn)矩控制研究，提出了包含磁鏈與轉(zhuǎn)矩變化趨勢與大小信息的電壓參考矢量生成方法；針