无刷双馈风力发电机变速恒频控制技术研究.pptx

无刷双馈风力发电机变速恒频控制技术研究汇报人：2023-11-21引言无刷双馈风力发电机基本原理及控制策略变速恒频控制技术研究无刷双馈风力发电机变速恒频控制系统设计无刷双馈风力发电机变速恒频控制策略研究实验结果及分析结论与展望CATALOGUE目录01引言研究背景与意义能源危机和环境问题日益严重，风能作为一种清洁、可再生的能源，在全球范围内得到了广泛关注。无刷双馈风力发电机作为一种高效、可靠、具有良好性能的风力发电设备，在风能利用领域具有重要的应用价值。变速恒频控制技术能够适应风速的变化，提高风能的利用率和发电效率，是无刷双馈风力发电机研究的核心技术之一。国内外研究现状及发展趋势国外发达国家在无刷双馈风力发电机的研究和应用方面起步较早，积累了丰富的经验和技术成果。国内对于无刷双馈风力发电机的研发和应用起步较晚，但随着国家对新能源领域的重视和支持力度的加大，国内相关企业和研究机构在无刷双馈风力发电机的研究方面取得了显著的进展。变速恒频控制技术作为风力发电领域的研究热点，国内外学者对其进行了广泛的研究，并取得了一系列重要的成果。研究内容和方法研究内容本研究旨在研究无刷双馈风力发电机变速恒频控制技术，以提高风能的利用率和发电效率，主要研究内容包括：无刷双馈风力发电机的控制策略、矢量控制算法的设计与实现、电力电子器件的选取和控制、整机系统的搭建与实验等。研究方法本研究采用理论分析和实验研究相结合的方法，首先建立无刷双馈风力发电机的数学模型，然后设计变速恒频控制算法，并通过对电力电子器件的选取和控制，实现整机系统的搭建和实验验证。同时，结合现有的仿真平台和实验条件，对所设计的控制算法进行仿真验证和实验分析。02无刷双馈风力发电机基本原理及控制策略无刷双馈风力发电机的结构及工作原理无刷双馈风力发电机结构无刷双馈风力发电机主要包括定子、转子、功率变换器等部分。定子包括两套绕组，分别用于发电和励磁；转子包括一套绕组，用于感应电势和传递扭矩。功率变换器则用于实现电力转换和控制系统运行。工作原理无刷双馈风力发电机基于双馈感应电机的原理，通过控制定子和转子之间的电气连接关系，实现转速和功率的调节。在风力作用下，转子绕组感应电势，与定子绕组相互作用产生扭矩，驱动发电机运转。无刷双馈风力发电机控制系统基本构成控制系统硬件无刷双馈风力发电机控制系统主要由功率变换器、控制器、传感器等组成。功率变换器实现电力转换和能量传递；控制器负责处理传感器信号，并输出控制指令；传感器则用于监测发电机运行状态。控制系统软件控制系统软件主要包括信号处理、控制算法、通信等功能模块。信号处理模块对传感器信号进行预处理，提取有用信息；控制算法模块根据发电机运行状态和风力条件，计算控制指令；通信模块则负责与上位机或其他设备进行数据传输。无刷双馈风力发电机控制策略研究控制策略分类无刷双馈风力发电机的控制策略主要分为矢量控制和直接转矩控制两类。矢量控制通过解耦定子和转子电流，实现扭矩和磁场的独立控制；直接转矩控制则直接对扭矩和磁矢量进行控制，具有快速响应的特点。矢量控制策略在矢量控制中，通过将定子和转子电流分解为直交分量，分别控制扭矩和磁场。具体实现方法包括磁场定向控制、速度反馈控制等。这些方法能够提高发电机的效率、功率因数和稳定性。直接转矩控制策略在直接转矩控制中，通过监测发电机的转速和扭矩，直接控制转矩和磁矢量。具体实现方法包括电压型PWM控制、电流型PWM控制等。这些方法具有快速响应、高精度和高效率的特点。03变速恒频控制技术研究同步发电机在风力发电机中，同步发电机是一种常见的应用，其通过转子磁场与定子磁场之间的相互作用来产生电能。在变速恒频控制中，同步发电机的频率与转速需要保持恒定。矢量控制技术矢量控制技术是一种通过控制电流和电压的幅值和相位来实现对电机转矩控制的策略。在风力发电机中，矢量控制技术可用于提高电能的品质和效率。直接功率控制技术直接功率控制技术是一种通过控制电机的功率因数和有功功率来实现对电机转矩控制的策略。在风力发电机中，直接功率控制技术可用于提高电能的品质和效率。04无刷双馈风力发电机变速恒频控制系统设计控制系统硬件设计010203控制系统硬件结构功率变换器设计传感器选择与设计包括主控制器、功率变换器、电机本体、转速传感器、电流传感器等组成部分。采用基于电力电子器件的PWM变换器，实现电机的变速恒频控制。选用高精度、可靠性的转速和电流传感器，以便准确监测电机运行状态。控制系统软件设计控制系统软件流程控制算法选择数字信号处理包括初始化、数据采集、控制算法处理、PWM信号生成等环节。采用矢量控制或直接转矩控制算法，实现电机的平稳调速和准确控制。利用快速傅里叶变换等技术对采集的数据进行处理，提高控制精度和响应速度。实验及结果分析实验平台搭建根据设计的控制系统硬件和软件