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变速恒频双馈风力澳门新萄京官方网站控制系统研究


A变速恒频双馈澳门新萄京官方网站是集空气动力、电机制造、液压传动、电力电子技术、计算机控制技术为一体的新型风力发电机。该种风力发电机的核心技术是基于电力电子和计算机控制技术的控制系统设计。因此本文对VSCF双馈风力发电机的控制系统及其相应的控制技术进行了研究,并给出了部分。基于8XC196MC的微机控制系统如所示。主要由8XC196MC芯片,PC机通信模块,PWM信号驱动及隔离模块,传感器输出信号处理模块,状态监控及故障处理模块,显示、键盘模块及继电器控制模块等组成。
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在低于同步速时,波形发生器WG直接输出三相6路互补的PWM控制信号,经IR2132模块澳门新萄京官方网站同步速同步:超同步速同步速过渡时转子馈入的交流励磁电流波形Fig.4Wavformofrotorcurrent驱动控制发电机转子侧的变流器I,产生相应频率、幅值的励磁电流。在同步速附近和超同步速一小段速度范围内,为做到系统稳定运行且让馈入反相序的励磁电流平滑连续,则可向转子馈入超低频的交流电,也可馈入直流电。在超同步速时,转子发出的电势经升压斩波,由变流器逆变回馈入电网。
3实验结果分析1变速恒频控制根据风力机转速的变化相应地调节转子励磁电流的频率,使双馈澳门新萄京官方网站输出的电压频率与电网保持一致,即恒频控制。的控制系统采用LMA- 200BM-C05E光电编码器,每转输出2 000个脉冲信号,若电机的极对数2,定子电压频率fi=50Hz,kp是单片机计数器在每10ms所记入的矩形脉冲数,则转子励磁电流频率f2与kp的数学关系为◎低于同步速时馈入转子的。电流频率为。nk 2)超同步速时馈入转子的电流频率为是双馈发电机低于同步速运行,并且输出电压开环控制时,转子电流频率随转速调节的波形,实现双馈发电机的变速恒频控制。
3.2三态转换控制VSCF双馈发电机的转速在亚同步速、同步速以及超同步速相互转换时,不但要改变转子励磁电流的相序,而且在同步速附近馈入的励磁电流是超低频的交流电,因此增加了控制的难度。为在同步速附近馈入交流励磁时转子电流波形,基本上做到了使转子励磁电流平滑连续过渡。
3.3并网实验分析VSCF双馈发电机并网时,需使澳门新萄京官方网站定子侧发电电压与电网电压严格做到同频率同相位同幅值,否则将产生严重的危害后果。是并网前后,发电机定子侧的电压电流波形图,上半部分为电压波形,下半部分为电流波形。左半部分为并网前电压、电流波形,右半部分为并网后电压、电流波形。由可见,由于并网后有功功率没有闭环控制,因而电流波形出现振荡现象。
4结论本文采用8XC196MC单片机为控制核心的变速恒频双馈风力澳门新萄京官方网站控制系统,对变速恒频双馈风力发电机的基本控制技术进行了研究。实现了变速恒频运行;亚同步速、同步速和超同步速三种运行状态的平滑转换和并网控制。实验表明,本控制系统的设计是合理的,并为双向变流和在不同运行状态下的有功功率调节及相应控制策略的研究打下基础。
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