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变速恒频双馈风力发电机变频技术的研究

作　者: 姜锐
导　师: 吕跃刚
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 变速恒频 风力发电 双PWM变换器 矢量控制 电路设计
分类号: TM315
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 488次
引　用: 2次
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内容摘要


本文的研究工作主要是围绕着变速恒频双馈风力发电机交流励磁电源研究展开的。根据变速恒频双馈风力发电系统对交流励磁电源的要求,本文首先对目前适合用作交流励磁电源的五种变换器进行了详细深入地比较分析。在双PWM变换器的网侧PWM变换器的研究中,提出了定向矢量控制方案,并进行仿真验证了所提出方案的良好控制性能。本文并针对双PWM变换器的要求,进行了外围单元电路的设计,包括功率模块驱动、保护、电源等外围电路。

全文目录


中文摘要  3
ABSTRACT  3-6
第一章 绪论  6-14
  1.1 风力发电的历史和现状  6-9
    1.1.1 风力发电的由来和发展  6-7
    1.1.2 风能是气象能源中最佳利用的能源  7
    1.1.3 我国风电发展情况  7-8
    1.1.4 我国风电发展的现状  8-9
  1.2 风力发电技术概述  9-12
    1.2.1 恒速恒频风力发电  10
    1.2.2 变速恒频风力发电  10-12
  1.3 本文的主要研究内容  12-14
第二章 变速恒频双馈风力发电机用交流励磁电源分析  14-28
  2.1 两电平电压型双PWM 变换器  14-16
    2.1.1 优势  15-16
    2.1.2 不足  16
  2.2 交--直--交电流源、电压源并联型变换器  16-19
    2.2.1 优势  18
    2.2.2 不足  18-19
  2.3 晶闸管相控交--交直接变换器  19-20
    2.3.1 优势  19-20
    2.3.2 不足  20
  2.4 矩阵式变换器  20-22
    2.4.1 优势  21
    2.4.2 不足  21-22
  2.5 多电平变换器  22-25
    2.5.1 优势  24
    2.5.2 不足  24-25
  2.6 五种变换器之比较  25-28
第三章 交流励磁用双 PWM变换器研究  28-38
  3.1 变速恒频双馈风力发电系统的构成  28-29
  3.2 两电平电压型双PWM 变换器原理  29-31
  3.3 网侧 PWM 变换器及其控制  31-34
    3.3.1 网侧 PWM 变换器控制概况  31-32
    3.3.2 提高网侧 PWM 变换器的抗负载扰动性能研究  32-33
    3.3.3 网侧电感（电抗器）选择  33
    3.3.4 直流母线电容的选择  33-34
  3.4 转子侧 PWM 变换器及其对 DFIG 的运行控制  34-38
    3.4.1 转子侧PWM 变换器的功能  34-35
    3.4.2 转子侧PWM 变换器的控制  35-38
第四章 风力发电变频器件介绍及装置设计  38-49
  4.1 IPM 模块介绍  38-41
    4.1.1 IPM 的结构  38-39
    4.1.2 IPM 内部功能机制  39-41
  4.2 IPM 驱动电路的设计  41-43
  4.3 IPM 保护电路的设计  43-44
    4.3.1 IPM 保护电路的硬件实现  43-44
    4.3.2 IPM 保护电路的软件实现  44
  4.4 周边电路设计  44-46
  4.5 电路设计应注意的一些事项  46
  4.6 散热器的设计  46-49
    4.6.1 散热基本理论  46
    4.6.2 功率半导体器件的热阻  46-49
第五章 网侧PWM变换器矢量控制系统及仿真研究  49-64
  5.1 矢量控制的基本概念  49-50
  5.2 网侧 PWM 变换器矢量控制的数学模型  50-53
  5.3 网侧 PWM 变换器的控制策略的研究  53-54
  5.4 电压空间矢量脉宽调制的研究与仿真  54-60
    5.4.1 SVPWM 的基本原理  54-56
    5.4.2 电压空间矢量(SVPWM)算法数字实现  56-58
    5.4.3 基于 S-Function 的 SVPWM 的 Simulink 仿真模型  58-59
    5.4.4 仿真结果  59-60
  5.5 网侧 PWM 变换器矢量控制仿真  60-64
第六章 结论与展望  64-66
  6.1 结论  64-65
  6.2 展望  65-66
参考文献  66-69
致谢  69-70
攻读硕士学位期间发表与录用的论文  70

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 发电机、大型发电机组（总论） > 风力发电机
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