学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

异步电机模拟风轮机的变频调速系统研究

作　者: 安小丹
导　师: 梁晖
学　校: 北京交通大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 异步电机调速风力发电 DSP2812 模拟风轮机
分类号: TM343
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 308次
引　用: 5次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着世界经济的快速进步和发展,能源和环境问题越来越受到人们的重视。传统的能源并非取之不尽,用之不竭,还会带来环境问题。而风能作为一种清洁可再生的能源,越来越符合人们对新能源的探求。当前风电研究的趋势是单机大容量,高利用效率,大功率、并网机组已成为发展方向。大量的实验研究需要在实验室中开展进行,所以风轮机模拟平台的建立存在着必要性。本文首先对风力发电进行了概述,介绍了国内外风力发电形势与发展,对比了多种风力发电系统结构,并对风力发电系统下的风轮机模拟展开研究。在异步电机模拟风轮机时,为了逼近实际的风轮特性,本文从风轮机的特性、原理出发,阐述了功率.转速曲线的推导及最大风能捕获、跟踪,得出异步电机调速的跟踪曲线。异步电机是模拟风轮机的主体,本文从异步电机的建模、调速原理,矢量控制方法的实现以及坐标变换下的电机模型等展开阐述,对比异步电机和风轮机的机械特性找出合适的异步电机模拟风轮机的方法及异步电机的控制方法。本文进行了一定量的Matlab仿真,搭建了带有异步电机模拟风轮机的风力发电系统平台。由于计算机仿真能力的限制,本文对各个部分分别仿真,并在异步机实现速度可调的基础上将其与发电机对接,仿真模拟风轮机拖动发电机的工作过程。在细节上注意了各个模块输入、输出参数数值的对接,保证系统平台的完整性和连续性。由于实验室条件的限制,硬件实验调试围绕逆变器的矢量控制展开,搭建了硬件控制电路,对DSP2812芯片采用C语言编写控制软件。文中采用了矢量控制策略进行控制,以使得异步电机的被控量实现解耦,能够像直流电机那样被很好的控制,虽然尚未引入异步电机,但控制过程仍对电流量进行d、q量的分解,以便在接下来的实验中完成良好的衔接。通过一定的实验,完成了逆变器的电流内环控制。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 风能与风力发电技术概述  11-22
  1.1 课题背景  11-15
    1.1.1 能源危机、环境危机和绿色能源的开发  11-12
    1.1.2 风能开发与风力发电的历史  12-13
    1.1.3 国外风力发电的现状与趋势  13-14
    1.1.4 国内风力发电的现状与趋势  14-15
  1.2 风力发电系统的常用拓扑与方案  15-18
  1.3 恒速恒频风力发电系统与变速恒频风力发电系统的对比  18-20
    1.3.1 恒速恒频风力发电系统  18-19
    1.3.2 变速恒频风力发电系统  19
    1.3.3 永磁同步风力发电系统  19-20
  1.4 论文主要内容  20-22
2 风轮机特性及模拟实验平台  22-33
  2.1 风轮机的基础理论  22-27
    2.1.1 风力发电系统的能量转换  22-23
    2.1.2 风轮机特性分析  23-27
  2.2 风轮机模拟实验平台  27-33
    2.2.1 直驱型风力发电系统  27-29
    2.2.2 风轮机模拟平台建设  29-30
    2.2.3 异步机模拟风轮机特性  30-33
3 异步电机的变频调速  33-49
  3.1 异步电机变频调速的原理  33-36
    3.1.1 异步电机调速的基本类型  33
    3.1.2 变频调速的基本原理  33-34
    3.1.3 变频调速的基本控制方法  34-36
  3.2 异步电机的矢量控制  36-42
    3.2.1 异步电机的数学模型  36-37
    3.2.2 坐标变换  37-40
    3.2.3 异步电机的矢量控制策略  40-42
  3.3 SPWM与SVPWM的实现和比较  42-46
    3.3.1 SPWM脉冲生成方式  42
    3.3.2 SVPWM原理  42-46
  3.4 转速环与电流环的PI调节  46-49
4 异步电机模拟风轮机的MATLAB仿真  49-67
  4.1 运用MATLAB中Simulink进行系统仿真  49
  4.2 模拟风轮机及同步发电机的仿真系统平台  49-51
  4.3 模拟风轮机平台的Matlab仿真  51-67
    4.3.1 异步电机调速模块的仿真波形  52-55
    4.3.2 异步电机模拟风轮机模块的仿真波形  55-57
    4.3.3 同步发电机模块与并网逆变器模块的仿真波形  57-61
    4.3.4 完整实验平台的仿真调试  61-67
5 逆变器矢量控制系统硬件电路及软件设计  67-82
  5.1 芯片TMS320F2812的特点  67-69
  5.2 控制电路结构和基本组成  69-75
    5.2.1 控制电路结构  69-70
    5.2.2 控制电路的基本组成  70-75
  5.3 控制电路的软件设计  75-82
    5.3.1 系统主程序  75-76
    5.3.2 保护子程序  76
    5.3.3 T1定时器中断  76-77
    5.3.4 A/D转换及运算  77-78
    5.3.5 矢量控制SVPWM脉冲的DSP实现  78-82
6 实验结果与分析  82-86
7 结论  86-87
参考文献  87-88
作者简历  88-90
学位论文数据集  90

异步电机模拟风轮机的变频调速系统研究

内容摘要

全文目录

相似论文