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无刷双馈电机变频调速系统的研究

崔军辉  
【摘要】: 无刷双馈电机是近年来发展起来的一种新型电机,它的转子上无任何滑动触点,除了坚固可靠外,该类电机的另一个特点是兼有笼型、绕线式感应电机和电励磁同步电机的共同优点。它既可作为交流调速电机,又可作为变速恒频发电机,同时,作为一种性能优良的新型电机,它在变频调速时所需要的变频器容量小,功率因数可调节,转差功率可反馈到电网。因此它越来越受到研究者的关注。 本文就无刷双馈电机及其控制策略进行了深入的分析和研究,首先分析了无刷双馈电机的磁场调制工作原理、运行方式,并利用Matlab/Simulink建立了无刷双馈电机转子速d-q轴数学模型,仿真研究了电机在各种运行方式下的开环特性,仿真试验结果与理论分析基本吻合,获得了一些有价值的结论,为无刷双馈电机的闭环控制提供了依据。 在对普通异步电机直接转矩控制(DTC)策略和无刷双馈电机工作原理深入研究的基础上,构建了基于u-i磁链模型的直接转矩控制系统仿真模型,在不同场合下通过观察转速和转矩波形进一步验证了无刷双馈电机DTC控制的良好调速性能。研究了无刷双馈电机DTC控制系统的转矩脉动问题,提出了三种减小转矩脉动的方法,有效地改善了无刷双馈电机直接转矩控制的性能。 在无刷双馈电机直接转矩控制系统的数字化实现方面,本文在基于TMS320LF2407A的交流电机变频调速实验平台上完成各个模块的程序编写,并就主电路、控制电路、保护电路、检测电路的设计做了详细的说明,取得了一些阶段性的成果。 本文所完成的工作,对无刷双馈电机的研制和直接转矩控制策略在无刷双馈电机上的实现具有参考价值。


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