文档介绍：北京交通大学
硕士学位论文
基于直接转矩控制的风力发电系统电机侧变流器研究
姓名:石磊
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:梁晖
20090601
中文摘要术在世界范围内得到了广泛应用,正向着规模化和产业化的方向快速发展。本文系统的设计方案。解决了系统中的关键问题,比如:发电状态下的开关矢量表的构造、电机侧变流器启动时转子的位置估计以及不同控制目标下的磁链给定等。针对常规直接转矩控制存在电阻变化、磁链积分器饱和以及开关频率不固定等不本文深入研究了直驱式风力发电变流系统中电机侧变流器的控制,设计了永磁同步发电机直接转矩控制系统,对所设计的系统进行了仿真和分析。在仿真环境下,对比了本文所研究的改进型磁链观测器与普通纯积分磁链观测器,并验证了本文所分析的基于反电势的发电机转子位置估计法。在仿真的基础上,搭建了实验平台,编写了控制程序,经过调试得出了实验波形,并进行了分析。实验结关键词:直驱式风力发电;电机侧变流器;永磁同步发电机;直接转矩控制;摘要:风能是解决传统能源匮乏和环境保护问题的必要手段,近些年风力发电技以变速恒频风力发电系统为研究背景,对变流系统中控制永磁同步发电机的电机侧变流器进行了研究。本文概述了当前国内外风力发电行业发展的情况,简要对比了各种变速恒频风力发电技术,分析了直驱式风力发电机组变流系统的运行原理。变流系统主要包括永磁同步风力发电机,电机侧变流器和电网侧变流器。重点分析了电机侧变流器的工作原理和控制技术,建立了不同坐标系下永磁同步发电机的数学模型,对比了永磁同步发电机可以采用的不同控制目标。本文分析了直接转矩控制的基本原理,提出了永磁同步发电机直接转矩控制足,提出了相应的改进措施。由于实际情况中风力发电机一般不安装位置传感器,本文还研究了发电机的无位置传感器控制技术。果表明本文所设计的永磁同步发电机直接转矩控制系统是切实可行的,具有相当的实用价值。分类号:
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独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究』骱腿〉玫难芯砍晒除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证褂霉牟牧稀S胛乙煌篬作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:签字日期:年月日
.石磊签字日期:赿净陆鹑翻啤学位论文版权使用授权书签字日期:彻弦予年耑本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,提供阅览服务,并采刚影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得学位论文作者签名:导师签名:
致谢渊博的专业知识和丰富的实践经验也将对我的将来产生深远的影响,并使我终身本论文的工作是在我的导师梁晖副教授的悉心指导下完成的,在此衷心感谢两年来梁老师对我的关心和指导。梁老师严谨的作风、正直的为人、宽广的胸怀、受益,在临近毕业之际,特向梁老师表示最诚挚的敬意和感谢在平时的理论学习、实验调试阶段,得到了实验室刘纯金、殷振环同学的热情帮助,在此向他们表示由衷的感谢;在仿真及实验调试过程中,还得到了师兄胡敬之同学的帮助,在此向他表示感谢;在撰写论文期间,实验室同学赵新、刘春海和徐家园等同学均提出了宝贵意见,使笔者获益良多,一并表示感谢。最后,感谢原宇博和她的家人,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成学业。衷心感访十我的父母,他们的关爱使我健康成长。
风力发电概述根据全球风能理事会公布的最新数据,从年起,全球累计风电电装机容量为,龀%。美国,、西班牙,及中地区的风电新增装机容量也迅速增长。值得一提的是,中国年风电总装机容量能源是人类社会存在与发展的重要物质基础,随着经济全球化与人口数量不断增长,能源需求同益增加,人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力。一方面,煤炭、石油和天然气等化石燃料的储量日趋枯竭;另一方面,大量使用化石燃料对自然环境造成严重的污染和破坏。如何在满足能源需求的禾嵯拢护好我们赖以生存的自然环境,成为了人类必要妥善解决的重大问题。人类正在努力寻求清洁、高效的可再生能源来减轻对石油、煤炭等常规能源的依赖程度。可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物能和地热能等,对环境没有副作用或者副作用相对较小。开发利用可再生能源成为世界可持续发展战略的重要组成部分,成为大多数发达国家和部分发展中国家世纪能源发展战略的重要选择。近二十年来,风能的开发同益受到重视,风力发电技术逐渐成为科研人员研究的热点。从现有的条件