双馈电机

摘要： 双馈电机低电压穿越研究多集中于改进励磁控制策略,而针对故障穿越期间的功率转矩等特性分析较少。为揭示双馈电机控制策略的本质,本文推导了双馈电机转子侧电压电流在故障期间的暂态特性,分析表明低电压穿越困难的根源在于转子侧感应电动势过大,影响了变流器对转子电流的控制。本文对比不同的改进励磁策略,得出上述控制策略的本质是通过漏感压降抵消部分转子感应电动势,从而维持变流器可控运行。

摘要： 我国乃至全球风力发电技术目前还不够成熟,在发电过程中存在很大的损耗。众多解决方法都存在着抗干扰性(即稳定性)较差,响应速度较慢的问题,难以精确迅速地跟踪最大功率点,实现双馈电机的最大输出,而且由于风力机响应时间常数大、精度低、动态调节能力差,风速检测比较困难,很难通过调节风力机转速实现最大风能追踪。为了解决这些问题,提出以双馈电机定子输出反馈给电网的功率最大为目标,建立基于电网电压定向下的DFIG数学模型,并在此模型基础上引入模糊控制,实现双馈电机最大功率点跟踪策略(把追寻双馈电机定子输出给电网电能最大控制策略统一称之为最大功率点跟踪策略)。最后,通过MATLAB进行仿真和实验不同风速条件下的动态调节性能,实现了双馈电机最大功率点跟踪的稳定性和灵敏度提高,并且在风速变化的情况下也能迅速进行最优控制。因此,该方法理论具备参考和利用价值。

摘要： 目前,新能源发电机组装机容量呈现快速增长趋势。较高的新能源发电占比使得电网表现出高阻抗、低惯量、弱阻尼及低短路比的特征,而传统的双馈风电变流器通常采用电流源型控制策略,很难适应目前电网越来越严苛的运行环境。为此,文章研究了一种电压源型双馈风电变流器控制方式,并对比了其与电流源型变流器控制方式的性能差异,提出了高电压穿越、低电压穿越工况下其与电流源型变流器控制方式的切换方法,通过实时的网压监测实现电压源型变流器控制方式与电流源变流器控制方式的平滑切换。仿真结果显示,本文提出的控制方案具备良好的稳态及动态性能,能很好地适应新能源并网的需求。

摘要： 双馈风力发电系统需要在风速多变的情况下实现发电功率的最大输出与平稳运行,系统的抗干扰性能与应变性至关重要.将线性自抗扰控制器(LADRC)应用于风力发电系统,风速大于额定风速时,采用LADRC进行变桨控制,实现恒功率输出;当风速小于额定风速时,采用LADRC进行最大功率追踪,实现最大功率输出.仿真分析验证了LADRC控制抗干扰能力强的优良特性,对风速的不确定性具有较好的估计和补偿作用,能够对发电系统的恒功率区功率输出实现有效控制,又使控制参数大幅度减少,控制过程简单可行.

摘要： 双馈电机驱动的飞轮储能多功能柔性功率调节器(FPC)中的电机可看作转动惯量很大且不带机械负载的双馈电动机或不带原动机的双馈发电机,能快速调节有功功率和无功功率,从而提高电力系统稳定性.在分析其启动和运行控制策略的基础上,设计一套额定容量为10 kV·A FPC励磁控制系统.对所提控制方法进行实验研究,实验包括对系统的启动特性、稳定运行后稳态和动态性能等,结果表明,该系统能够实现软启动,输出有功、无功功率可以独立调节,适合于带飞轮储能的双馈电机励磁控制系统.

摘要： 以矿用提升机的电机控制系统为研究对象,首先设计了双馈电机转矩控制系统的机械结构,接着结合三项交流电源空间矢量等理论,建立了控制系统电网电压与负载转矩之间的数学模型;然后利用Matlab软件,模拟仿真不同转矩状态,双馈电机转矩控制系统的运行情况,结果表明:新设计控制系统能够有效提高矿井提升机的稳定性和可靠性.

摘要： 传统的可逆式水泵水轮机和同步发电电动机组成的二机式抽水蓄能机组,存在一些固有的缺点,例如无法兼顾水轮机工况和水泵工况的最优效率、水泵工况下不能灵活调节吸收的有功功率,这些缺点都与机组转速不可调节有关。采用双馈电机的抽水蓄能机组技术,机组转速可在一定范围内调节,便可以解决上述问题。双馈电机的转子采用了交流励磁,转子提供到气隙的合成旋转磁场仍保持与定子旋转磁场保持同步。交流励磁电源采用电压源型变流器,变流元件为全控型电力电子元件绝缘柵级晶体管(IGBT)或注入增强柵级晶体管(IEGT),采用脉宽调制技术获得幅值和频率可调节的交流输出电压。电压源型变流器不仅是机组的励磁电源,还可以用作机组在水泵工况启动时的电源。

摘要： 传统的可逆式水泵水轮机和同步发电电动机组成的二机式抽水蓄能机组,存在一些固有的缺点,例如无法兼顾水轮机工况和水泵工况的最优效率、水泵工况下不能灵活调节吸收的有功功率,这些缺点都与机组转速不可调节有关.采用双馈电机的抽水蓄能机组技术,机组转速可在一定范围内调节,便可以解决上述问题.双馈电机的转子采用了交流励磁,转子提供到气隙的合成旋转磁场仍保持与定子旋转磁场保持同步.交流励磁电源采用电压源型变流器,变流元件为全控型电力电子元件绝缘柵级晶体管(IGBT)或注入增强柵级晶体管(IEGT),采用脉宽调制技术获得幅值和频率可调节的交流输出电压.电压源型变流器不仅是机组的励磁电源,还可以用作机组在水泵工况启动时的电源.

摘要： 双馈电机以其变流器功率小、有功无功控制灵活、能量双向流动等优点在风力发电系统中得到了广泛应用。现有的矢量控制需要对多个PI系数进行整定,还需要安装位置传感器来获得转子位置和转速,在增大电机体积和成本的同时降低了系统的可靠性。为此,提出一种无需PI整定和安装位置传感器的新型解决方案。首先,在解析推导定子侧复功率微分的基础上,基于功率无差拍控制的思想直接计算得到转子侧的电压参考值,无需任何控制器整定工作。其次,通过比较实测转子电流和基于定子磁链电流模型的估计转子电流,构造了基于转子电流模型参考自适应的位置估计方法,从而实现了无位置传感器控制。试验结果表明,所提出的方法在次同步、超同步和功率阶跃等各种工况下都能够较好地跟踪实际位置和转速,并且具有优异的稳态性能和快速的动态响应,为双馈电机风力发电系统提供了一种低成本、高性能、易于应用的解决方案。

摘要： 传统的单矢量直接功率控制SDPC(single-vector-based direct power control)以其结构简单和动态响应快等优点在双馈电机DFIG(doubly-fed induction generator)并网发电控制中得到了广泛研究,但同时具有高采样频率、变开关频率和稳态脉动大等缺点.在传统矢量表直接功率控制的基础上,将占空比优化的思想引入双馈电机直接功率控制中,深入研究了双矢量直接功率控制,以期在取得较快动态响应的同时,减低稳态功率脉动.最后搭建了实验平台对3种直接功率控制方法的动静态性能进行了实验验证和比较,为实际应用中控制算法的选择提供了理论和实验依据.

摘要： 为了验证双馈电机的设计性能，利用有限元软件建立了其仿真模型并对其空载特性进行仿真，通过FFT对开路相、线电压以及斜槽线电势进行傅里叶谐波分析，结果表明达到了预期设计目的，并为双馈电机的进一步优化设计提供了指导作用。

摘要： 风电场的电网电压骤升故障会造成双馈风力发电机定子绕组中产生定子磁链的暂态直流分量,甚至引起比电网电压跌落更强的双馈电机定、转子电流和电磁转矩的冲击。为研究双馈风力发电机的高电压穿越(HVRT)特性,本文首先分析了电网电压骤升的产生机理和电网电压骤升及恢复过程中双馈电机电磁过渡过程,讨论了撬棒电阻对HVRT的影响,并与低电压穿越(LVRT)情况做了对比。

摘要： 由于海上风电相对于陆上风电具有风力资源丰富、风速稳定、单机容量大、对周围环境影响小和接近沿海负荷中心等优点,因此海上风电装机容量越来越大.由于海上风电功率波动范围强,导致其无功需求容量大、波动大,针对此特点,首先,本文提出在考虑降低风电场固定投资成本条件下,将双馈风力发电机作为连续无功源参与到接入配电网的无功电压控制中,计算出满足国家标准的动态无功补偿装置的最小容量;其次利用免疫算法对风电场网损进行优化.最后以滨海海上风电场作为算例进行计算和分析,验证本方法的可行性和有效性.

摘要： 基于飞轮储能的多功能柔性功率调节器(FPC)中的电机可看作转动惯量很大且不带机械负载的双馈电动机或不带原动机的双馈发电机，能快速调节有功功率和无功功率，从而提高电力系统稳定性。本文设计了一套额定容量为10kVA FPC励磁控制系统。在分析了其启动和运行控制策略的基础上，对系统的启动性能、运行后稳态以及动态特性等进行了试验研究，结果表明，该系统能够实现软启动，输出有功、无功功率可以独立调节，适合于带飞轮储能的双馈电机励磁控制系统。

摘要： 风力发电在新能源的发展中占据着重要作用,其对电网的影响也日益显现出来.本文简要阐述了DFIG风电的拓扑结构,重点介绍了大规模的风电并网对电网的影响及原因,包括电压、电网频率、系统稳定性等方面,针对这些影响,提出了一般的应对措施,包括使用静止无功补偿器,动态无功补偿器和有源滤波器等等方法,提高系统的故障穿越能力.总结了国内外风电研究技术的新成果,包括模糊C均值聚类算法在风电场中的应用,谐波辐射分析、针对弱电系统的风电模型等,这些新技术为风电并网有重要的推动作用.

摘要： 风力发电在新能源的发展中占据着重要作用,其对电网的影响也日益显现出来.本文简要阐述了DFIG风电的拓扑结构,重点介绍了大规模的风电并网对电网的影响及原因,包括电压、电网频率、系统稳定性等方面,针对这些影响,提出了一般的应对措施,包括使用静止无功补偿器,动态无功补偿器和有源滤波器等等方法,提高系统的故障穿越能力.总结了国内外风电研究技术的新成果,包括模糊C均值聚类算法在风电场中的应用,谐波辐射分析、针对弱电系统的风电模型等,这些新技术为风电并网有重要的推动作用.

摘要： 风力发电在新能源的发展中占据着重要作用,其对电网的影响也日益显现出来.本文简要阐述了DFIG风电的拓扑结构,重点介绍了大规模的风电并网对电网的影响及原因,包括电压、电网频率、系统稳定性等方面,针对这些影响,提出了一般的应对措施,包括使用静止无功补偿器,动态无功补偿器和有源滤波器等等方法,提高系统的故障穿越能力.总结了国内外风电研究技术的新成果,包括模糊C均值聚类算法在风电场中的应用,谐波辐射分析、针对弱电系统的风电模型等,这些新技术为风电并网有重要的推动作用.

摘要： 风力发电在新能源的发展中占据着重要作用,其对电网的影响也日益显现出来.本文简要阐述了DFIG风电的拓扑结构,重点介绍了大规模的风电并网对电网的影响及原因,包括电压、电网频率、系统稳定性等方面,针对这些影响,提出了一般的应对措施,包括使用静止无功补偿器,动态无功补偿器和有源滤波器等等方法,提高系统的故障穿越能力.总结了国内外风电研究技术的新成果,包括模糊C均值聚类算法在风电场中的应用,谐波辐射分析、针对弱电系统的风电模型等,这些新技术为风电并网有重要的推动作用.

摘要： 风力发电在新能源的发展中占据着重要作用,其对电网的影响也日益显现出来.本文简要阐述了DFIG风电的拓扑结构,重点介绍了大规模的风电并网对电网的影响及原因,包括电压、电网频率、系统稳定性等方面,针对这些影响,提出了一般的应对措施,包括使用静止无功补偿器,动态无功补偿器和有源滤波器等等方法,提高系统的故障穿越能力.总结了国内外风电研究技术的新成果,包括模糊C均值聚类算法在风电场中的应用,谐波辐射分析、针对弱电系统的风电模型等,这些新技术为风电并网有重要的推动作用.

摘要： 风力发电在新能源的发展中占据着重要作用,其对电网的影响也日益显现出来.本文简要阐述了DFIG风电的拓扑结构,重点介绍了大规模的风电并网对电网的影响及原因,包括电压、电网频率、系统稳定性等方面,针对这些影响,提出了一般的应对措施,包括使用静止无功补偿器,动态无功补偿器和有源滤波器等等方法,提高系统的故障穿越能力.总结了国内外风电研究技术的新成果,包括模糊C均值聚类算法在风电场中的应用,谐波辐射分析、针对弱电系统的风电模型等,这些新技术为风电并网有重要的推动作用.

摘要： 本实用新型公开了模块化互补型初级双馈电双凸极直线电机及由其构成的电机模组，包括初级和次级，初级包括动子模块，动子模块包括第一模块、第二模块和设置在第一模块和第二模块之间的第一非导磁材料；第一模块和第二模块均包括两个凸极导磁材料，凸极导磁材料设有m个初级齿；每个初级齿上设有集中电枢绕组，两凸极导磁材料的连接处及m个初级齿上分别设有集中励磁绕组。本实用新型作为驱动电机用时，特别适合于长定子结构直线电机应用场合，例如城市轨道交通直线电机，电磁弹射器或需要宽调速范围的应用场合；本实用新型还可以作为发电机使用，用于海浪发电等场合，通过调节励磁电流的大小，从而达到变速恒压输出以及恒速变压输出特性。

摘要： 本发明实施例公开了一种双馈电机的他控式控制方法及其双馈电机系统。该控制方法包括：计算电机的转子的反电势电压；根据转子的无功电流或者无功功率计算无功优化补偿电压；根据反电势电压和无功优化补偿电压计算获得控制电压；将控制电压加载到电机的转子的电压输入端。本发明这些实施例中，在计算控制电压时，加入了通过无功电流或者无功功率计算出的无功优化补偿电压，实现了对无功电流冲击或无功功率的补偿，减小了无功电流，提高了系统的稳定性、效率和带载能力。

摘要： 本发明实施例公开了一种他控式双馈电机的失步振荡抑制方法及其双馈电机系统，包括：计算电机的转子的有功功率；从所述有功功率中提取所述有功功率的振荡分量；根据所述振荡分量计算滑差频率补偿量；用所述滑差频率补偿量补偿电机的滑差频率。本发明的实施例中，根据转子的有功功率的振荡分量来计算电机的滑差频率补偿量并用其对滑差频率进行补偿，增大了系统阻尼，提高了系统的稳定性和响应的快速性，解决了他控式双馈调速系统固有的容易失步、过流等不稳定问题。

摘要： 本发明实施例公开了一种双馈电机的他控式控制方法及其双馈电机系统。该控制方法包括：计算电机的转子的反电势电压；根据转子的无功电流或者无功功率计算无功优化补偿电压；根据反电势电压和无功优化补偿电压计算获得控制电压；将控制电压加载到电机的转子的电压输入端。本发明这些实施例中，在计算控制电压时，加入了通过无功电流或者无功功率计算出的无功优化补偿电压，实现了对无功电流冲击或无功功率的补偿，减小了无功电流，提高了系统的稳定性、效率和带载能力。

摘要： 本发明实施例公开了一种他控式双馈电机的失步振荡抑制方法及其双馈电机系统，包括：计算电机的转子的有功功率；从所述有功功率中提取所述有功功率的振荡分量；根据所述振荡分量计算滑差频率补偿量；用所述滑差频率补偿量补偿电机的滑差频率。本发明的实施例中，根据转子的有功功率的振荡分量来计算电机的滑差频率补偿量并用其对滑差频率进行补偿，增大了系统阻尼，提高了系统的稳定性和响应的快速性，解决了他控式双馈调速系统固有的容易失步、过流等不稳定问题。

摘要： 本发明公开了一种双馈风电机组的容错控制方法、双馈风电机组及双馈电机，方法包括：当双馈风电机组的双馈变流器发生故障时，将双馈电机转子的三相短接，双馈电机继续并网输出电能。具有在双馈风电机组双馈变流器发生故障时，双馈风电机组不需要停机，仍然可以继续并网发电，从而大幅度降低因双馈变流器发生故障带来的损失，提高风电机组的发电效率等优点。

摘要： 本发明公开了一种无刷双馈电机前馈电流控制系统、前馈电流控制器及其设计方法，控制系统包括电网、无刷双馈电机、第一变换器、第二变换器、磁链计算模块、角度计算模块、角速度计算模块、光电编码盘、前馈电流控制器、第三变换器、第四变换器、SVPWM脉冲发生器、控制绕组侧功率变换器以及直流侧；本发明控制系统中前馈电流控制器控制结构简单、紧凑，控制精度高，具有快速的电流动态响应；该系统在充分考虑控制绕组完整电流回路特性基础上，加入前馈补偿，极大地提高了控制绕组定子电流的控制效果，可实现更好的稳定性以及更快的动态性能；该控制系统稳定性高，能够有效扩大无刷双馈电机稳定运行范围，在不同的运行速度下保持良好的性能。

摘要： 本发明公开了无刷双馈电机超同步调速系统及其电机磁场定向矢量控制方法、电机直接转矩控制方法，调速系统包括供电电源，电机定子，电机转子，变压器、整流器、变频器、起动电阻、驱动单元、控制器、开关K1以及开关K2；定子内设有主绕组和副绕组，主绕组与供电电源相连接，副绕组经过开关K2、变频器、整流器、变压器与供电电源相连接；电机起动过程时，开关K1闭合，副绕组串入起动电阻，K2断开，切断变频器与副绕组的连接；当电机转速接近同步转速时，K1断开而K2闭合，副绕组切除起动电阻而接通变频器。本发明无刷双馈电机超同步调速系统采用磁场定向矢量控制方法以及直接转矩控制方法在同步转速以上进行超同步单向调速，所需变频器的成本较低。

摘要： 本发明公开了一种绕线式无刷双馈电机转子绕组设计方法、绕组及电机，属于电机绕组设计领域，方法包括：S1，将两个单极对数槽号相位图合并绘制在一起，得到双极对数槽号相位图；S2，基于预设划分尺度将双极对数槽号相位图划分为多个分布结构相同的块图；S3，以产生两种极对数不同且旋转方向相反的磁动势为目标选择块图，选择的块图的槽号为转子绕组的中间槽号；S4，设置新的预设划分尺度并重复执行S2‑S3，直至得到N组中间槽号，N为不小于2的预设值；S5，以槽内各处电流方向相同为约束，采用轴线对准的方式将同一相转子绕组的中间槽号叠加起来，得到各相转子绕组的最终槽号。提高转子绕组设计的灵活性。

摘要： 本实用新型涉及无刷双馈电机的控制装置和无刷双馈电机系统。该控制装置包括：变频器(1)，变频器(1)包括控制单元(11)和功率单元(13)，功率单元(13)连接在控制单元(11)与无刷双馈电机(3)的控制绕组(33)之间；接口模块(51)，与控制单元(11)连接；编码器(5)，连接在接口模块(51)与无刷双馈电机(3)之间；编码器(5)将无刷双馈电机(3)的转速数据发送到控制单元(11)；并且控制单元(11)根据接收到的转速数据控制功率单元(13)向控制绕组(33)发送转速调整信号，无刷双馈电机(3)接收转速调整信号并将其转速提升至预定同步转速。本实用新型解决了相关技术中难以控制高功率无刷双馈电机的技术问题。