雙饋發(fā)電勵磁系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)變換器控制實驗研究.pdf

1、常規(guī)能源日益短缺，且在使用過程中會帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染。在此情況下，各種新能源相繼出現(xiàn)，由于對風(fēng)能利用技術(shù)的掌握相對成熟，因而風(fēng)力發(fā)電受到世界各國的青睞。在風(fēng)能發(fā)電中，變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電技術(shù)相對于其它風(fēng)力發(fā)電方式具有很多優(yōu)點，比如能實現(xiàn)有功功率和無功功率的獨立控制、能使風(fēng)力機始終運行在最佳葉尖速比狀態(tài)而獲得最大風(fēng)能等。在雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，對交流勵磁系統(tǒng)的控制是實現(xiàn)變速恒頻的關(guān)鍵，雙PWM變換器是實現(xiàn)交流勵磁的常用方法，PWM整流器在雙

2、PWM變換器中起著能量傳遞和穩(wěn)定直流側(cè)電壓的作用，是雙饋發(fā)電勵磁系統(tǒng)的主要問題之一，因此對其進行研究具有一定的實用價值。
　　 本文首先闡述了：PWM整流器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析了三相電壓型PWM整流器的四象限工作原理，在開關(guān)函數(shù)的基礎(chǔ)上，建立了電壓型PWM整流器在三相靜止坐標(biāo)系和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，介紹了PWM整流器間接電流控制法和直接電流控制法。直接電流控制方法，研究了以電網(wǎng)電壓定向的兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下PWM整流器電流

3、解耦矢量控制策略，構(gòu)建了以直流電壓作為外環(huán)、電流有功分量作為內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，推導(dǎo)了電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的H參數(shù)取值范圍，為電壓型PWM整流器的控制實驗奠定了基礎(chǔ)。
　　 在已有實驗平臺的基礎(chǔ)上，研制了電壓電流檢測電路、過零比較電路，并對IPM的外部驅(qū)動保護電路進行了分析。以TMS320F2812為主控制芯片，設(shè)計了PWM整流器主程序和中斷子程序，包括系統(tǒng)初始化、事件管理器設(shè)置、軟件濾波、A／D轉(zhuǎn)換、PI調(diào)節(jié)器實現(xiàn)等，重點對S

4、VPWM的工作原理、軟件算法及軟件算法在TMS320F2812上的實現(xiàn)步驟進行了分析。
　　 進行了三相電壓型PWM整流器的部分實驗。采集了過零比較器的輸出波形、IPM交流側(cè)輸入線電壓波形、二極管整流到IPM整流過程中的電流波形變化的過渡過程以及穩(wěn)定時直流側(cè)電壓波形等，從實驗結(jié)果可以看出，三相電壓型PWM整流器控制系統(tǒng)電網(wǎng)電壓定向準(zhǔn)確、直流側(cè)整流電壓平穩(wěn)，基本上實現(xiàn)單位功率因數(shù)控制。從而驗證了控制方法的正確性和控制系統(tǒng)的可行性。