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全功率變流器風(fēng)電機(jī)組的工作原理及控制策略-文庫吧資料

2025-07-01 04:17本頁面
  

【正文】 了要對直軸電流和交軸電流分別進(jìn)行閉合積分控制,從而得到相應(yīng)的控制電壓分量和以外,還要分別加上交叉耦合電壓的補(bǔ)償項、最終分別得到直軸控制電壓和交軸控制電壓和。圖3 三電平背靠背雙PWM變流器結(jié)構(gòu) 電機(jī)側(cè)變流器控制策略令,則定子方程變?yōu)楦鶕?jù)上式可以構(gòu)成電機(jī)側(cè)變流器的電流環(huán)控制圖,如下圖所示。這種結(jié)構(gòu)在風(fēng)電中的應(yīng)用目前已經(jīng)比較成熟,對其的研究很多,主要集中在控制策略的優(yōu)化上。變流器采用多電平方式后,可以在常規(guī)功率器件耐壓基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)高電壓等級,獲得更多級(臺階)的輸出電壓,使波形更接近正弦,諧波含量少,電壓變化率小,并獲得更大的輸出容量。國外Enercon公司的直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)e82(2mw)、國內(nèi)合肥陽光電源的小型并網(wǎng)風(fēng)力機(jī)變流器使用這種拓?fù)?。對直?qū)型風(fēng)電系統(tǒng),變流器拓?fù)涞倪x擇較多。背靠背雙PWM變流器是目前風(fēng)電系統(tǒng)中常見的一種拓?fù)洌瑖鴥?nèi)外對其研究較多,主要集中在變流器建模、控制算法以及如何 提高其故障穿越能力等方面。對PMSG直驅(qū)系統(tǒng),電機(jī)側(cè)PWM變流器通過調(diào)節(jié)定子側(cè)的dq軸電流,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)及電機(jī)勵磁與轉(zhuǎn)矩的解耦控制,使發(fā)電機(jī)運(yùn)行在變速恒頻狀態(tài),額定風(fēng)速以下具有最大風(fēng)能捕獲功能。電磁功率與電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為 全功率變流器風(fēng)電機(jī)組變流器電力電子變流器作為風(fēng)力發(fā)電與電網(wǎng)的接口,作用非常重要,既要對風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制,又要向電網(wǎng)輸送優(yōu)質(zhì)電能,還要實(shí)現(xiàn)低電壓穿越等功能;隨著風(fēng)力發(fā)電的快 速發(fā)展和風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的不斷增大,變流器的容量也要隨之增大,因此大容量多電平變流器也開始得到應(yīng)用,以下將對一些典型變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行討論。電磁轉(zhuǎn)矩方程為其中,p為電機(jī)的極對數(shù)。但是EESG需要為勵磁繞組提供空間,會使電機(jī)尺寸更大,轉(zhuǎn)子繞組直流勵磁需要滑環(huán)和電刷。 電勵磁同步發(fā)電機(jī)(Electrically Excited Synchronous Generator,EESG),通常在轉(zhuǎn)子側(cè)進(jìn)行直流勵磁。 每塊磁鐵的磁極在轉(zhuǎn)子的兩面, 下圖表示了磁力線在轉(zhuǎn)子與定子間的走向, 下圖是轉(zhuǎn)子與定子的布置圖 先把左定子固定在左端蓋中,再裝上轉(zhuǎn)子, 把右定子固定在右端蓋中,左右端蓋扣緊固定,發(fā)電機(jī)就組裝好了,下圖為發(fā)電機(jī)外觀圖。 定子有兩個,右定子與左定子結(jié)構(gòu)一樣,只是反個面而已。下圖是一個盤式定子,由于盤式發(fā)電機(jī)的通過定子繞組的磁力線是軸向走向,在電機(jī)旋轉(zhuǎn)時是繞軸運(yùn)行的,所以定子的硅鋼片是繞制的,在一側(cè)有繞組的嵌線槽。 下圖為側(cè)視的剖面圖,為看清內(nèi)部結(jié)構(gòu)隱藏了右轉(zhuǎn)子。 把轉(zhuǎn)子與定子擺在一起 安裝上左右端蓋,下圖為組裝好的永磁中間定子盤式發(fā)電機(jī)。下圖為左右轉(zhuǎn)子間的磁力線走向圖。 在定子線槽內(nèi)分布著定子繞組,按三相布置連接。下圖是一個盤式定子。 按多極發(fā)電機(jī)的原理,磁極的布置如下圖 把外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸安裝在定子機(jī)座的軸承上 在實(shí)際風(fēng)力機(jī)制造中往往把外轉(zhuǎn)子磁軛直接與風(fēng)輪輪轂(包括輪轂外罩)制成一體,使結(jié)構(gòu)更緊湊。 在定子鐵芯的槽內(nèi)嵌放著定子繞組,繞組是按三相規(guī)律分布,與外定子繞組類似。在下圖中展示了內(nèi)定子的構(gòu)造,內(nèi)定子由硅鋼片疊成,與常見的外定子相反,其線圈槽是開在鐵芯圓周的外側(cè)。欠勵時,電樞反應(yīng)為增磁作用,定子電流超前于端電壓,發(fā)電機(jī)除了向電網(wǎng)發(fā)出有功功率外,還向電網(wǎng)發(fā)出容性無功功率。在正常勵磁時,發(fā)電機(jī)只輸出有功功率。無論增大和減小勵磁電流,都將使定子電流增大。在正常勵磁基礎(chǔ)上增加勵磁電流,稱為過勵。通過改變同步發(fā)電機(jī)的勵磁電流,可調(diào)節(jié)同步發(fā)動機(jī)輸出的無功功率。如果再增加來自原動機(jī)的輸入功率,則無法建立新的平衡,電機(jī)轉(zhuǎn)速將繼續(xù)上升而失速。但需注意,176。對于發(fā)電機(jī)而言,是勵磁電動勢超前于端電壓的時間角;從空間上,可看作轉(zhuǎn)子磁極軸線與電樞等效合成磁極軸線之間的空間角。圖 攻角特性有功功率的調(diào)節(jié)由式可知,對于一臺并聯(lián)到無限大電網(wǎng)上的同步發(fā)電機(jī),如果想增
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