矩陣式交—交變頻器勵磁的交流勵磁發(fā)電機系統(tǒng)的建模與仿真.pdf

1、交流勵磁發(fā)電機的基本結構與繞線式異步電機相同，其定子側接電網(wǎng)，轉子上采用三相對稱分布的勵磁繞組，由變頻器提供對稱交流電勵磁，且勵磁電壓的幅值大小、頻率、相位、相序都可根據(jù)要求加以控制，從而可以控制發(fā)電機勵磁磁場大小、相對于轉子的位置和電機的轉速，使得交流勵磁發(fā)電機具有良好的穩(wěn)定性及轉速適應能力、獨立的有功與無功調節(jié)能力和較強的進相運行能力，性能超越傳統(tǒng)同步發(fā)電機和感應發(fā)電機，因而有著廣闊的應用前景。 本文論述了交流勵磁發(fā)電機的運

2、行原理及動態(tài)同步軸系下的勵磁控制策略。在Saber仿真軟件的平臺下，建立了交流勵磁發(fā)電機及其勵磁控制器的仿真模型。由于交流勵磁發(fā)電機既可能運行于勵磁系統(tǒng)向電機轉子方輸入電功率，也可能運行于勵磁系統(tǒng)將轉子方輸出的電功率回饋給電網(wǎng)，根據(jù)交流勵磁發(fā)電機系統(tǒng)對勵磁變頻器功率雙向流動及變頻器輸入和輸出電流諧波含量少、諧波幅值小的要求，本文提出采用輸入和輸出性能優(yōu)良的矩陣式交-交變頻器作為勵磁電源。從等效交-直-交變換的空間矢量調制方法出發(fā)，深入分

3、析了矩陣式變頻器的變換關系，導出了交-交直接變換控制規(guī)律和雙空間矢量脈寬調制技術，闡述了矩陣式變頻器的換流控制策略，分析了輸入濾波器和過電壓保護電路的設計方法，實現(xiàn)了矩陣式變頻器的建模和運行分析。利用所建模型，對交流勵磁發(fā)電機系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)調節(jié)特性、暫態(tài)特性進行了仿真研究；仿真研究了發(fā)電機定、轉子電流和感應電勢及變頻器輸入電流波形，并作了相應的諧波分析；與交-直-交變頻器和交-交變頻器作勵磁電源時發(fā)電機的運行特性進行了對比分析。 本