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双馈电机直接转矩控制的研究

魏学森  
【摘要】: 感应电机的双馈调速系统具有调速性能好、低谐波污染、可靠性高及造价低廉等优点,特别适合于高电压、大功率且调速范围不大的场合,尤其适用于风机、泵类负载。另外,它还适用于风力、潮汐发电以及电网无功补偿领域。双馈电机调速技术的研究具有重要的意义。直接转矩控制是80年代中后期发展起来的新型电机调速方法,是继矢量变换控制技术之后,且与之并行发展的一种新型的高性能的交流调速传动的控制技术。把直接转矩控制思想应用于双馈调速领域,有着重要的研究意义。 本论文分析了双馈电机直接转矩的控制原理,主要以圆形转子磁链为主,提出了两种控制方案:转子电流最小工作方式的双馈电机直接转矩控制和可提高定子侧功率因数的直接转矩控制。在第一种控制方案中,通过施加转子电压矢量,使转子电流与转子磁链垂直,转子励磁全靠定子电流,即可保证转子电流和转子电压同相或反相,从而实现了转子侧功率因数为1,可减小转子侧变频器的容量。在第二种控制方案中,通过控制转子电压与转子磁链保持一定的角度,通过改变转子电压与转子磁链的夹角,即可改变定子侧功率因数。论文中对这两种控制方案进行了细致的推理,并通过仿真,进一步验证了两种控制方案理论的正确性及实际的可行性。 无速度传感器调速系统的研究已经成为现代传动领域一个重要的研究方向。人们研究出多种速度辨识方法,有文献指出,双馈电机一般采用直接法比较方便。本论文提出了转子电流定向的速度辨识方法,并且通过仿真、实验研究验证了本方法的正确性及实际的可行性。


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