双馈电动机调速系统控制策略研究及其仿真毕业设计.doc

目 录 TOC \o 1-3 \h \u HYPERLINK \l _Toc31959 1绪论 PAGEREF _Toc31959 1 HYPERLINK \l _Toc22039 1.1双馈电机的发展状况 PAGEREF _Toc22039 1 HYPERLINK \l _Toc27234 1.2双馈电机控制策略 PAGEREF _Toc27234 2 HYPERLINK \l _Toc10700 1.3本文的主要内容 PAGEREF _Toc10700 3 HYPERLINK \l _Toc8541 2双馈电机的数学模型及其功率流程分析 PAGEREF _Toc8541 4 HYPERLINK \l _Toc22830 2.1双馈电机调速的工作原理 PAGEREF _Toc22830 4 HYPERLINK \l _Toc22115 2.2 变频器 PAGEREF _Toc22115 5 HYPERLINK \l _Toc12345 2.3双馈电机调速的运行工况分析 PAGEREF _Toc12345 6 HYPERLINK \l _Toc12295 2.4 三相异步电动机的多变量非线性数学模型 PAGEREF _Toc12295 7 HYPERLINK \l _Toc17305 2.5坐标变换 PAGEREF _Toc17305 11 HYPERLINK \l _Toc24358 3双馈电机的矢量控制技术 PAGEREF _Toc24358 15 HYPERLINK \l _Toc7209 3.1矢量控制简介 PAGEREF _Toc7209 15 HYPERLINK \l _Toc16081 3.2定子磁链定向下的双馈电机矢量控制 PAGEREF _Toc16081 16 HYPERLINK \l _Toc28598 3.3 基于定子磁链定向的双馈电机的控制策略 PAGEREF _Toc28598 20 HYPERLINK \l _Toc24733 3.4 双馈电机整个系统的控制策略 PAGEREF _Toc24733 22 HYPERLINK \l _Toc22677 4双馈电机调速系统的仿真 PAGEREF _Toc22677 24 HYPERLINK \l _Toc20567 4.1 Simulink下仿真模型的搭建 PAGEREF _Toc20567 24 HYPERLINK \l _Toc19199 4.2仿真结果及分析 PAGEREF _Toc19199 26 HYPERLINK \l _Toc29293 5总结 PAGEREF _Toc29293 30 HYPERLINK \l _Toc15966 致谢 PAGEREF _Toc15966 31 HYPERLINK \l _Toc14989 参考文献 PAGEREF _Toc14989 32 1绪论 1.1双馈电机的发展状况 目前，随着电力电子技术、控制理论的发展，交流电机调速在电力电子与 电气传动领域得到了广泛的应用，从而逐步取代了直流电机调速的地位。所谓双 馈电机是指将异步电机的定子绕组、转子绕组都与交流电网或含电动势的回路相 连接，使它们可以进行能量的双向流动。双馈电机也称交流励磁电机，它是由电 机本体与交流励磁自动控制系统构成的。双馈电机是电机技术、电力电子与电力 传动技术、以及现代控制技术发展而来的产物。双馈电机的定子端与50Hz的大电网直接相连接，而转子端与幅值、相位以及频率均可调节的交流电源相连接。 通过调节转子端励磁电流幅值大小、相位以及频率，可以使得双馈电机在电动状 态或发电状态下运行，同时转速的大小也可以调节，且定子端输出的电压和频率 可以保持不变，因此，它在提高系统的稳定性时又可以调节电网的功率因数。 双馈电机同时具备同步电机的特点与异步电机的特点，可以在同步速上下运行，而且能够有效地调节无功功率，因此用途非常地广泛。在双馈调速系统中，由于通过变频器的转差能量只是被控能量的一部分,所以所需变频器的容量可以小于电机的容量,这样可以大大地提高双馈调速系统的效率、节约成本。双馈电机的调速范围可以达到 10%至60%，因此具备提高系统的工作效率、节约电能等优点。当其作为电动机运行时，在不同的带载情况下，可以灵活地调节系统的无功功率和转速。德国西门子、日本东芝和三菱、俄罗斯哈尔科夫电机制造公司已经制造了一系列的双馈电动机，例如：哈尔科夫公司已经生产了315kW 至 2000kW 的不同种类的双馈电动机，而且已经大量运用于各种交流调速传动领域中(如风