freepeople性欧美熟妇, 色戒完整版无删减158分钟hd, 无码精品国产vα在线观看DVD, 丰满少妇伦精品无码专区在线观看,艾栗栗与纹身男宾馆3p50分钟,国产AV片在线观看,黑人与美女高潮,18岁女RAPPERDISSSUBS,国产手机在机看影片

正文內(nèi)容

雙饋電機最大風能捕捉發(fā)電系統(tǒng)仿真研究畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-25 13:08 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 12)它是住電感和漏電感之和。轉(zhuǎn)子各相自感為: (513)也是主電感和漏電感的和。兩相繞組之間只有互感。定子和轉(zhuǎn)子繞組它們各自三相之間的相對位置是不變的,所以互感值也不會改變。因為發(fā)電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)子與定子的位置也就隨時間不斷變化,這導(dǎo)致了每一相轉(zhuǎn)子繞組和每一相定子繞組之間的互感也在改變,它是一個關(guān)于的函數(shù)。因為三相繞組在空間互差對稱分布,假設(shè)氣隙磁通是在空間呈正弦分布的,那么互感就是: (514)所以: (515)定子和轉(zhuǎn)子繞組之間的互感,我們可以認為它是定子與轉(zhuǎn)子繞組之間夾角的余弦函數(shù)。當定子和轉(zhuǎn)子繞組的軸線重合時,互感值是最大的,為,所以: (516)將上式代入到磁鏈方程,就可以得到更進一步的磁鏈方程。為簡單起見,我們把它用分塊矩陣的形式來表達: (517)其中: (518) (519) (520) (521) (522) (523) (524)和是互為轉(zhuǎn)置的兩個分塊矩陣,它們隨著的變化而變化,各個元素都是的函數(shù),所以發(fā)電機是個非線性的系統(tǒng)。為了把這個變化的參數(shù)轉(zhuǎn)換為常參數(shù)我們需要進行坐標變換,這將在后面的章節(jié)研究。需要注意的是:電流正方向和定子側(cè)磁鏈的正方向關(guān)系不同于一般的電動機慣例,它們是正值的電流產(chǎn)生負值的磁鏈,所以式517中出現(xiàn)了負號“”;因為折算并沒有改變定、轉(zhuǎn)子繞組的匝數(shù),所以可以認為, 運動方程交流勵磁電機內(nèi)部電磁關(guān)系的建立,離不開輸入的機械轉(zhuǎn)矩和由此產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩之間的平衡關(guān)系。不計電機內(nèi)部的機械摩擦,我們得到式525所示的轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系: (525)式中,——原動機輸入的機械轉(zhuǎn)矩,——電磁轉(zhuǎn)矩,——系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量,——電機的極對數(shù),——電機的電角速度。從機電能量之間的的轉(zhuǎn)化關(guān)系,能夠得到式526所示的電磁轉(zhuǎn)矩的方程:= (526) 坐標變換因為感應(yīng)電機是一個高階、非線性、強耦合的多變量系統(tǒng),如果我們給發(fā)電機直接加電壓或電流,是不可能對轉(zhuǎn)速進行精確的調(diào)節(jié)的,但是如果以定子電壓這一旋轉(zhuǎn)的空間矢量作為參考系,用旋轉(zhuǎn)坐標系下不變的量來代替靜止坐標系中的變量,這樣就可以在直流電機模型的基礎(chǔ)上研究交流電機的物理模型,最后就能夠像控制直流電機一樣控制交流電機了。坐標變換就是由此被引入的,它使問題得到了大大的簡化,更重要的是使對系統(tǒng)的控制效果變得非常高。從氣隙旋轉(zhuǎn)磁動勢來說,三項繞組在通上三相交流電的時候能夠產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁動勢,兩項繞組也能產(chǎn)生等效的旋轉(zhuǎn)磁動勢。在坐標變換的過程中應(yīng)保持磁通矢量和旋轉(zhuǎn)角速度不變,這就可認為兩種坐標系下的磁動勢等效了。三相靜止坐標系和兩相靜止坐標系之間是簡單的三角函數(shù)關(guān)系。圖 05三相靜止和兩相靜止坐標系下的空間矢量圖54中,三相靜止坐標系的A軸與兩相靜止坐標系的α軸重合,β軸超前α軸90176。因為兩個坐標系下的磁動勢應(yīng)該是等效的,所以,三相靜止坐標系下的磁動勢矢量F在α軸和β軸上的投影應(yīng)該等于兩相靜止坐標系下的磁動勢分量。圖中,都是各繞組的有效匝數(shù),電流和匝數(shù)的乘積自然是磁動勢。所以: (527) (528)我們將上式寫成矩陣的形式,得 (529)為了我保證變幻前后的總功率不變,可以得到的值為代入上邊矩陣表達式,得 (530)從式530可以知道,三相靜止坐標系轉(zhuǎn)換到兩相靜止坐標系的變化矩陣, (531)在合成磁動勢相等的條件下,電壓變換矩陣、磁鏈變換矩陣與電流變換矩陣相同。1. 兩相靜止/兩相旋轉(zhuǎn)坐標變換圖 06靜止兩相正交坐標系和旋轉(zhuǎn)正交坐標系中的磁動勢矢量在圖55中給出了αβ和dq坐標系下的磁動勢矢量,是每個繞組的數(shù),磁動勢矢量與其下表所對應(yīng)坐標軸重合,兩個按正弦曲線交變的電流和與以角速度旋轉(zhuǎn)的直流電流和產(chǎn)生的磁動勢相等,由圖55可知,、和、應(yīng)滿足以下方程: (532)將其寫成矩陣形式,如下: (533)從式533可以知道,從靜止兩相坐標系轉(zhuǎn)換到旋轉(zhuǎn)兩相坐標系的變化矩陣, (534)將上述兩個矩變換合并可得: (535)上述就是派克變換。同樣我們可以得到: (536) 雙饋發(fā)電機dq坐標系下的的數(shù)學模型。在研究發(fā)電機數(shù)學模型時,作以下假設(shè):1. 忽略電流電壓在空間的諧波,三相繞組在空間上互差120176。電角度,精確對稱,它們產(chǎn)生的磁動勢呈正弦規(guī)律分布在氣隙中;2. 各繞組的互感和自感都是恒定不變的;3. 不考慮磁路飽的和鐵心損耗;4. 忽略溫度與頻率變化對繞組電阻的影響。以上這些假設(shè)有效的降低了模型的復(fù)雜程度,也減少了系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)量,以下是按照定子電壓定向的dq坐標系下的數(shù)學模型: (537) (538) (539)忽略系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過程,根據(jù)式537,可以得到式540: (540) (541):同步轉(zhuǎn)速,:轉(zhuǎn)子角速度,:轉(zhuǎn)差角速度。電磁轉(zhuǎn)矩方程為: (542):電機極對數(shù)雙饋發(fā)電機定子側(cè)有功、無功功率為: (543) 定子電壓定向定向的意思就是使發(fā)電機中的旋轉(zhuǎn)合成矢量放在與其轉(zhuǎn)速相同旋轉(zhuǎn)直角坐標系中,并且一般會選擇讓合成旋轉(zhuǎn)矢量與某一坐標軸重合。雙饋電機也是個異步感應(yīng)電機,一樣是個強耦合的系統(tǒng),從上一章節(jié)式543就可以看出和之間是有耦合的,因為定子電流的d、q軸分量都出現(xiàn)在了有功和無功率的表達式中。如果我們采用定子磁鏈定向,從式59可知,因為R存在,所以和U不是精確的垂直,這就使得在按照磁鏈定向的直角坐標系下,U在兩個坐標軸上都有長度不為零的投影,那么從式543知,無法實現(xiàn)和的解耦,這就是沒有選擇定子磁鏈定向的原因,自然,選擇定子電壓定向就不會出現(xiàn)這個情況。因為雙饋發(fā)電機定子直接與電網(wǎng)相連,我們可以認為定子側(cè)的電壓就是電網(wǎng)電壓,三相對稱的交流電在空間的合成矢量是個按照圓形軌跡旋轉(zhuǎn)的矢量,如果把這個合成矢量放在與其以相同速度旋轉(zhuǎn)地坐標系下觀察,則此合成矢量就是個恒定不變的量了。由磁鏈和電壓的微分關(guān)系可知,此時旋轉(zhuǎn)坐標系下的定子磁鏈亦是不變的了。圖 07定子電壓d軸定向矢量圖特別是對于兆瓦級的發(fā)電機來說,由于其本身的大電感,定子繞組的電壓降可以忽略不計,所以在dq旋轉(zhuǎn)坐標系下: (544)現(xiàn)在把定子電壓矢量定在d軸上如圖56所示,得 (545)所以: (546), (547)我們繼續(xù)處理磁鏈方程: (548)得到定子電流: (549)從而得出功率的進一步表達式: (550)將式(541)、(549)代入式(538),可得轉(zhuǎn)子電壓: (551)其中,將式(549)代入式(550),可得定子功率: (552) 當雙饋風力發(fā)電機并網(wǎng)運行后,定子端的功率就是其輸出功率的絕對值,所以雙饋發(fā)電機的輸出功率為: (553)從式(553)我們能夠看出,經(jīng)過定子電壓定向的處理后,有功功率和無功功率實現(xiàn)了成功解耦,只要控制就可以控制有功功率,只要控制有關(guān)而就可以控制無功功率。4 雙PWM變換器有多種用于驅(qū)動雙饋電機的變換器,從課題的需要出發(fā),本文選用背靠背式雙PWM變換器。為了追蹤最大風能并最大限度地減少勵磁變換器的容量,發(fā)電機需要在同步速上下運行,這就要求變換器具有能量雙向流動的能力24。雙PWM變換器是整個風電控制系統(tǒng)的心臟,整個系統(tǒng)性能的好壞,對變換器的精確控制是個關(guān)鍵。 主電路拓撲結(jié)構(gòu)主電路拓撲結(jié)構(gòu)見圖12。雙饋發(fā)電機的定子側(cè)繞組和電網(wǎng)直接相連,轉(zhuǎn)子側(cè)通過變頻器來提供勵磁,從大的方面說,目前,雙饋變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)所用變頻裝置通常有交交變頻器25 26或交直交變頻器27 28。我們采用的是個交直交式變頻器,“交”是因為直接連接轉(zhuǎn)子繞組和電網(wǎng)的IGBT管子組能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變的功能,“直”的意思是兩組管子中間通過直流母線相連。背靠背雙PWM變換器主要由轉(zhuǎn)子側(cè)變換器、電網(wǎng)側(cè)變換器和中間的濾波電容、直流母線以及控制器構(gòu)成。它是了雙饋電機能更好的最大功率跟蹤風能而設(shè)計的。網(wǎng)側(cè)和轉(zhuǎn)子側(cè)變頻器都采用可以四象限運行的PWM變換器,則轉(zhuǎn)子繞組不僅可以從電網(wǎng)吸收轉(zhuǎn)差功率,也能把能量饋入電網(wǎng),發(fā)電機能夠運行在超同步運行狀態(tài)和亞同步運行狀態(tài),這使得風力發(fā)電機的運行速度范圍大大的拓寬,能在更大的風速范圍內(nèi)實現(xiàn)最大功率跟蹤。 整流逆變器的工作原理圖 41整理器原理圖在實際的交流電機調(diào)速系統(tǒng)中,特別是電機在高速運行時,電路中的電阻和電感比起來是很小的,我們在這里可以忽略它。從圖51我們可以知道: (61)根據(jù)式51,我們可以得到整流逆變電路四象限運行的的電壓電流矢量圖,如圖52:圖 42變流器的四種工作狀態(tài)(a)純電感方式運行,(b)正阻特性運行,(c)純電容特性運行,(d)負阻特性運行我們的系統(tǒng)是做雙饋電機矢量調(diào)速之用,要做到高功率因數(shù)整流,所以系統(tǒng)只工作在,(b)、(d)兩種裝狀態(tài)。 網(wǎng)側(cè)變換器(高功率因數(shù)整流器)因為兩個變換器中間直流母線的隔離作用,它們功能獨立,其中網(wǎng)側(cè)的變換器,并不會直接作用到雙饋發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組上,當然也沒有直接對雙饋發(fā)電機進行控制,它的主要作用是控制直流母線電壓的穩(wěn)定,這就要求它能夠進行高功率因數(shù)整流。假如能對交流側(cè)輸入的有功功率進行有效的控制,就能夠穩(wěn)定直流母線處的電壓。事實上,如果電網(wǎng)電壓保持恒定不變,對輸入電流有功功率分量進行控制就能控制交流側(cè)的有功功率。輸入功率因數(shù)的控制就是對輸入電流無功功率分量的控制。由此可以知道,應(yīng)該把整個網(wǎng)側(cè)變換器的控制環(huán)節(jié)應(yīng)分為兩部分,電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán),圖63是控制框圖。 圖 43網(wǎng)側(cè)變換器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 網(wǎng)側(cè)變換器(高功率因數(shù)整流器)數(shù)學模型圖 44網(wǎng)側(cè)變換器圖64為網(wǎng)側(cè)變換器結(jié)構(gòu),可得其數(shù)學模型為: (62)式中為開關(guān)函數(shù),其表達式為:按照同步旋轉(zhuǎn)坐標系進行PARK變換,可以得到同步旋轉(zhuǎn)的參考坐標系下的數(shù)學模型: (63)如果將電網(wǎng)電壓定向在d軸,則: (64) 轉(zhuǎn)子側(cè)變換器轉(zhuǎn)子側(cè)變換器可以影響系統(tǒng)用功功率,是用以實現(xiàn)雙饋電機及整個風電系統(tǒng)的運行控制,其控制的有效性將直接影響到雙饋異步風力發(fā)電系統(tǒng)的運行性能。轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的作用有兩個,一個是給雙饋感應(yīng)發(fā)電機的轉(zhuǎn)子提供勵磁分量的電流,從而調(diào)節(jié)發(fā)電機定子側(cè)所發(fā)出的無功功率,一個給雙饋感應(yīng)發(fā)電機的轉(zhuǎn)子提供轉(zhuǎn)矩分量的電流,從而調(diào)節(jié)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速或控制發(fā)電機定子側(cè)所發(fā)出的有功功率,進而實現(xiàn)雙饋風力發(fā)電機的最大風能捕捉控制29。對于轉(zhuǎn)子側(cè)變流器,當雙饋電機運行在亞同步狀態(tài)時,為了保證定子側(cè)能向電網(wǎng)饋送恒頻恒壓的電功率,轉(zhuǎn)子側(cè)變流器會從直流母線上吸收電能,給轉(zhuǎn)子提供轉(zhuǎn)差功率;當雙饋電機運行在同步運行狀態(tài)時,轉(zhuǎn)子側(cè)變流器充當一個直流源的作用,通過直流母線向轉(zhuǎn)子提供直流的勵磁;當雙饋電機運行在超同步運行狀態(tài)時,它工作在整流狀態(tài),向直流母線饋送電能。雙饋異步風力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵是控制雙饋發(fā)電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和有功功率。其次是雙饋電機輸出無功功率控制,以保證所并電網(wǎng)的穩(wěn)定運行,本文系統(tǒng)的無功功率設(shè)計為零,主要來控制功率因數(shù)為1的最大功率跟蹤。根據(jù)式549轉(zhuǎn)子電流的d軸分量決定雙饋電機輸出的有功功率,轉(zhuǎn)子電流的d軸分量決定雙饋電機輸出的無功功率,整個系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子側(cè)的控制,就是完成對轉(zhuǎn)子側(cè)電流d軸分量和轉(zhuǎn)子側(cè)電流q軸分量的精確控制,其控制策略應(yīng)該以轉(zhuǎn)子側(cè)變換器和雙饋電機數(shù)學模型為基礎(chǔ)來進行設(shè)計。 轉(zhuǎn)子側(cè)變換器數(shù)學模型,為了能夠?qū)o功功率和有功功率進行精確的控制,必須借鑒交流調(diào)速傳動系統(tǒng)中的矢量控制技術(shù)通過坐標變換的方法使得轉(zhuǎn)子電流的無功功率分量和有功功率分量得到解耦,再分別控制這兩個電流分量,做到對雙饋電機無功功率和有功功率的解耦控制,以達到實現(xiàn)變速恒頻發(fā)電的目的。其實,是通過控制變頻器加在轉(zhuǎn)子上的附加電壓來達到控制轉(zhuǎn)子電流的目的的,所以,需知道轉(zhuǎn)子電流與變頻器加在轉(zhuǎn)子上的附加電壓之間的關(guān)系。從第三章的推導(dǎo)我們可知:其中,同理可以推導(dǎo):所以在定子電壓定向坐標系下: (65)5 Matlab/Simulink仿真模型搭建計算機仿真的開發(fā)平臺是仿真建模軟件,在以控制策略研究為目的的仿真研究中,Matlab/Simulink以其友好的界面、強大的分析功能、完備的模塊庫而得到廣泛使用30。
點擊復(fù)制文檔內(nèi)容
范文總結(jié)相關(guān)推薦
文庫吧 www.dybbs8.com
備案圖片鄂ICP備17016276號-1