一种高速SRG功率变换器及其CCM风电控制 被引量：1

1

作者 孙冠群 宋春伟 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期299-305,共7页

提出一种无主开关管的新型开关磁阻发电机(SRG)功率变换器拓扑,在高速运行和连续导通模式(CCM)下分析其励磁和发电两阶段工作过程,并与通过开关角控制的经典不对称半桥功率变换器进行对比,发现两者的励磁和发电工作过程基本相同。进一... 提出一种无主开关管的新型开关磁阻发电机(SRG)功率变换器拓扑,在高速运行和连续导通模式(CCM)下分析其励磁和发电两阶段工作过程,并与通过开关角控制的经典不对称半桥功率变换器进行对比,发现两者的励磁和发电工作过程基本相同。进一步通过仿真和实验,获得新型功率变换器在高速CCM时的相电压、相电流等结果与理论分析相吻合,并获得转速、励磁电压、发电电压、功率四者的约束关系,从而优化输出功率时可采用调节励磁电压和发电电压的方式,相比于不对称半桥功率变换器,两者的发电输出能力相当。最后,以变速风电应用为例,给出控制策略,无需转子位置检测和风速检测,基速以上无桨距角调节,证实了所提新型功率变换器及其控制策略在高速CCM运行时的有效性。 展开更多

关键词 风力发电 开关磁阻发电机 功率变换器 无开关管 连续导通模式 控制策略

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混沌粒子群优化神经网络算法应用于SRG建模 被引量：7

2

作者 肖文平 叶家玮 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第27期238-241,共4页

粒子群算法是解决非线性、不可微问题的一种优秀算法。利用混沌映射的随机性与遍历性,引入防早熟机制,加强了粒子群的全局搜索能力,但该算法仍然容易在进化后期出现速度变慢现象。BP神经网络具有很强的非线性处理能力和逼近能力,但BP算... 粒子群算法是解决非线性、不可微问题的一种优秀算法。利用混沌映射的随机性与遍历性,引入防早熟机制,加强了粒子群的全局搜索能力,但该算法仍然容易在进化后期出现速度变慢现象。BP神经网络具有很强的非线性处理能力和逼近能力,但BP算法是基于梯度下降的方法,存在容易陷入局部最优及初值敏感的缺点。将两种算法优势互补,构建了一种混沌粒子群优化BP神经网络(CPSO-BPNN)的算法。该算法应用到开关磁阻发电机(SRG)的非线性建模中,建模效果表明CPSO-BPNN算法的泛化能力很强,可以比较完美地表达开关磁阻发电机的磁链和转矩特性。 展开更多

关键词 混沌 粒子群优化 神经网络 群智能 开关磁阻发电机

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Z源网络强化励磁提高低速SRG效率 被引量：2

3

作者 易灵芝 张敏枝 +3 位作者 朱广辉 罗百敏 禹云辉 陈俊腾 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期66-71,共6页

针对低风速段开关磁阻风力发电机的运动电动势低于发电电动势、导致发电区间小于励磁区间的问题,将Z源网络耦合到励磁电源与不对称半桥功率变换器之间,强化励磁电压,加快励磁电流上升速度,减小励磁区间,提高低速发电效率;同时给励磁电... 针对低风速段开关磁阻风力发电机的运动电动势低于发电电动势、导致发电区间小于励磁区间的问题,将Z源网络耦合到励磁电源与不对称半桥功率变换器之间,强化励磁电压,加快励磁电流上升速度,减小励磁区间,提高低速发电效率;同时给励磁电容充电,实现快速自励;并通过Z源网络实现滤波,节省成本,减小体积。Matlab仿真实验表明:与传统不对称半桥功率变换器相比,基于Z源网络新型功率变换器能明显提高SRG在低速段风能利用率和发电效率。20 k W小功率样机测试结果也验证了新型Z源网络功率变换器能优化开SRG低速性能。 展开更多

关键词 开关磁阻发电机 强化励磁 Z源网络 不对称半桥变换器

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SRG风力发电系统最大风能追踪控制研究 被引量：3

4

作者 刘恒 潘再平 《机电工程》 CAS 2014年第9期1196-1200,共5页

针对在实验室条件下实现SRG风力发电系统的最大风能追踪控制的问题,对风力机的运行特性及其模拟实现方案、开关磁阻电机的工作原理及其控制方法等方面进行了研究,并对风力发电系统中实现最大风能追踪的控制策略进行了介绍,提出了基于转... 针对在实验室条件下实现SRG风力发电系统的最大风能追踪控制的问题,对风力机的运行特性及其模拟实现方案、开关磁阻电机的工作原理及其控制方法等方面进行了研究,并对风力发电系统中实现最大风能追踪的控制策略进行了介绍,提出了基于转速反馈的SRG发电系统最大风能追踪控制方案,同时对直流电机进行了转矩控制以实现风力机输出特性的模拟。在SRG风力发电系统平台上对风力机模拟系统进行了测试评价,并进行了变风速条件下的最大风能追踪试验。研究结果表明,直流电机能够有效模拟风力机的输出特性,控制简单,抗干扰能力强,基于转速反馈的MPPT控制方法能够在风速变化时快速调节SRG输出,准确地实现最大风能跟踪。 展开更多

关键词 开关磁阻发电机 风力发电系统 风力机特性模拟 最大风能追踪

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垂直轴SRG风力发电系统MPPT动态滑模控制研究 被引量：5

5

作者 谭阳 吴国庆 +2 位作者 茅靖峰 於天浩 张旭东 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2017年第21期109-116,共8页

以垂直轴风力机与开关磁阻发电机(SRG)为对象,研究了基于风速跟踪的垂直轴开关磁阻风力发电系统MPPT动态滑模控制(SMC)算法。介绍了SMC原理,设计了系统动态滑模控制器,采用Matlab/simulink建立了系统仿真模型,对风速阶跃变化的不同工况... 以垂直轴风力机与开关磁阻发电机(SRG)为对象,研究了基于风速跟踪的垂直轴开关磁阻风力发电系统MPPT动态滑模控制(SMC)算法。介绍了SMC原理,设计了系统动态滑模控制器,采用Matlab/simulink建立了系统仿真模型,对风速阶跃变化的不同工况进行理论仿真实验。仿真结果表明,所设计的SRG风力发电滑模控制器具有良好的鲁棒性,能使开关磁阻风力发电系统具有良好的动态性能实现风力机最大功率点跟踪,为实际应用提供理论支持。 展开更多

关键词 开关磁阻发电机 风力发电 滑模控制 最大功率跟踪 仿真试验

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开关磁阻电机起动/发电状态切换控制策略研究 被引量：12

6

作者 刘勇智 周政 +2 位作者 盛增津 范冰洁 宋金龙 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期57-63,共7页

在分析开关磁阻电机(SRM)起动/发电状态切换原理的基础上,针对切换过程的建压和调压控制问题,设计一种基于遗传算法寻优的滑模变结构控制器。该控制器由原动机转速、负载电流、相电流以及输出电压等多闭环回路组成的反馈控制系统构成。... 在分析开关磁阻电机(SRM)起动/发电状态切换原理的基础上,针对切换过程的建压和调压控制问题,设计一种基于遗传算法寻优的滑模变结构控制器。该控制器由原动机转速、负载电流、相电流以及输出电压等多闭环回路组成的反馈控制系统构成。在控制器中,设计了基于遗传算法的参数寻优模块,对开通角、关断角以及斩波电流幅值进行解算和筛选,从而保证切换过程的平稳度和快速性。建立基于有限元电磁分析的SRM模型,进行滑模变结构控制器的设计与仿真实验,并通过2k W的SRM原理样机进行实验验证。仿真和实验结果证实,与传统PID控制策略进行比较,该控制器可以有效提高SRD/G切换过程的动态特性。 展开更多

关键词 开关磁阻起动/发电机 切换控制 滑模变结构控制器 遗传算法

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双凸极无刷直流发电机在开关磁阻发电方式下的工作特性 被引量：8

7

作者 邱鑫 张卓然 +2 位作者 朱德明 严仰光 王慧贞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第21期54-60,共7页

电励磁双凸极无刷直流发电机在开关磁阻发电方式下,电枢反应起增磁作用,利于减小励磁功率。借助有限元计算分析第1气隙和第2气隙的长度关系对电励磁双凸极无刷直流发电机开关磁阻发电方式下空载特性的影响。研究不同负载状态下,电机开... 电励磁双凸极无刷直流发电机在开关磁阻发电方式下,电枢反应起增磁作用,利于减小励磁功率。借助有限元计算分析第1气隙和第2气隙的长度关系对电励磁双凸极无刷直流发电机开关磁阻发电方式下空载特性的影响。研究不同负载状态下,电机开关磁阻发电方式时的磁链变化特征和换相工作模态,得到换相重叠和电枢反应对发电机外特性的影响,揭示了大负载状态下电机电枢反应增磁作用使换相重叠角增大,从而使电机外特性变软的问题。2kW低速电励磁双凸极无刷直流发电机的实验结果验证了仿真分析的正确性,进而给出2.6MW大功率直驱风力发电机的设计实例,并通过有限元计算验证了该结论。 展开更多

关键词 双凸极无刷直流发电机 开关磁阻发电方式 换相重叠 电枢反应 风力发电机

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开关磁阻风力发电机非线性模型仿真研究 被引量：6

8

作者 钟坤炎 易灵芝 +1 位作者 彭寒梅 黄曌 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期174-178,共5页

分析开关磁阻发电机(switched reluctance generator,SRG)的结构特点和发电模式及其非线性数学模型;在Matlab/Simulink中建立SRG的非线性仿真模型,对SRG采用电流斩波控制方式;通过仿真,验证了SRG非线性模型的正确性,在不同风力驱动下SR... 分析开关磁阻发电机(switched reluctance generator,SRG)的结构特点和发电模式及其非线性数学模型;在Matlab/Simulink中建立SRG的非线性仿真模型,对SRG采用电流斩波控制方式;通过仿真,验证了SRG非线性模型的正确性,在不同风力驱动下SRG能输出稳定的电压,实现变速恒频风力发电。 展开更多

关键词 开关磁阻发电机 电流斩波 变速恒频 风力发电 仿真

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30/20极混合励磁双凸极电机开关磁阻发电方式研究 被引量：8

9

作者 陈志辉 周楠 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第15期94-100,共7页

对30/20极的混合励磁双凸极发电机(hybrid excitation doubly salient generator,HEDSG)的开关磁阻发电(switched reluctance generating,SRG)方式进行研究。建立该电机的有限元模型,并进行发电机空载情况下的仿真,获得气隙磁密分布和... 对30/20极的混合励磁双凸极发电机(hybrid excitation doubly salient generator,HEDSG)的开关磁阻发电(switched reluctance generating,SRG)方式进行研究。建立该电机的有限元模型,并进行发电机空载情况下的仿真,获得气隙磁密分布和空载电压仿真波形。通过仿真和试验得到该电机在开关磁阻发电模式下不同负载电流时的电压波形,从而得到发电机的外特性。阐述了相磁链和输出电压随负载电流变化的原因。仿真和试验均验证了HEDSG在SRG模式下励磁电流对输出电压具有良好的控制能力。实验结果表明,通过施加负向励磁电流可以限制短路电流的大小。 展开更多

关键词 双凸极电机 混合励磁 有限元仿真 开关磁阻发电方式 外特性

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4 kW开关磁阻发电机 被引量：3

10

作者 李声晋 马瑞卿 +1 位作者 卢刚 李钟明 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期327-331,共5页

建立了开关磁阻发电机非线性数学模型，进行了稳态及动态数值仿真；设计了４ｋＷ发电机样机，并给出了６０００～１２０００ｒ／ｍｉｎ变速、０．１～２．２ｋＷ变载、恒压２７０Ｖ直流发电试验结果。

关键词 开关磁阻发电机 磁链空间 飞机电源 发电试验

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双凸极发电机增磁式发电方式的特性分析 被引量：2

11

作者 陈冉 段晴晴 +1 位作者 陈志辉 毛志鑫 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第36期89-95,9,共7页

电枢反应和换相重叠是造成电励磁双凸极发电机外特性软的主要因素。借助有限元仿真软件,比较分析了仅一相整流输出、三相独立整流输出以及常规开关磁阻发电方式(switched reluctance generation,SRG)输出的磁链、电流等波形,并得到了相... 电枢反应和换相重叠是造成电励磁双凸极发电机外特性软的主要因素。借助有限元仿真软件,比较分析了仅一相整流输出、三相独立整流输出以及常规开关磁阻发电方式(switched reluctance generation,SRG)输出的磁链、电流等波形,并得到了相应的外特性曲线。对原理样机进行实验,验证了仿真分析的准确性。分析结果表明,SRG发电方式的增磁特性有助于减小双凸极发电机的励磁功率;同时,双凸极电机较小的互感值使得各相互感引起的去磁作用可忽略;换相重叠是SRG发电方式外特性变软的重要因素,减小换相重叠角对双凸极发电系统的影响是有效的优化思路。 展开更多

关键词 双凸极发电机 增磁式发电 换相重叠 电枢反应 互感

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开关磁阻起动/发电系统起动性能研究 被引量：10

12

作者 昝小舒 陈昊 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第20期21-30,共10页

根据开关磁阻起动/发电系统的特点,对其起动特性进行了分析,主要对起动转矩最大和起动转矩脉动最小两种情况进行了研究。在建立开关磁阻起动/发电系统仿真模型的基础上,对两种起动要求下主开关的开通角和关断角进行了不同转速下的仿真... 根据开关磁阻起动/发电系统的特点,对其起动特性进行了分析,主要对起动转矩最大和起动转矩脉动最小两种情况进行了研究。在建立开关磁阻起动/发电系统仿真模型的基础上,对两种起动要求下主开关的开通角和关断角进行了不同转速下的仿真优化。然后对由静止到运动时的起动PWM占空比进行模糊算法估测,对两种起动要求下的不同控制算法分别进行了滑模+PI控制策略的设计。最后,利用开关磁阻起动/发电系统样机平台,验证了所设计起动控制方法的正确性。 展开更多

关键词 开关磁阻电机 起动/发电 起动性能 滑模控制 PI控制

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功率变换器的容错设计及验证 被引量：1

13

作者 周政 刘勇智 +2 位作者 宋金龙 马卫民 王真亮 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期120-123,130,共5页

为提高航空开关磁阻发电系统的可靠性,对系统中功率变换器常见的开路故障进行分析。结合不对称半桥式功率变换器各相独立的优势,设计一种容错型功率变换器。利用空闲相功率器件代替故障相功率器件实现功率变换器的开路故障容错。搭建容... 为提高航空开关磁阻发电系统的可靠性,对系统中功率变换器常见的开路故障进行分析。结合不对称半桥式功率变换器各相独立的优势,设计一种容错型功率变换器。利用空闲相功率器件代替故障相功率器件实现功率变换器的开路故障容错。搭建容错型开关磁阻起动/发电系统的仿真实验平台和硬件实验平台进行实验验证,结果表明,该容错型功率变换器具有较好的容错性能,容错后系统的输出电压最大脉动幅度在6 V以内,满足标准的要求。 展开更多

关键词 开关磁阻发电系统 功率变换器 容错性 开路故障 输出电压

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开关磁阻发电机角度位置控制自适应遗传优化方法 被引量：5

14

作者 雷晓犇 王传奇 +1 位作者 李雪丰 戴聪 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期355-361,共7页

以开关磁阻发电机输出电压为研究对象,在分析高速情况下角度位置控制的特点和影响输出电压脉动因素的基础上,提出了基于自适应遗传算法的角度控制策略。当转速或负载变化时,自适应算法控制关断角不变,调节导通角快速稳压,采用遗传算法... 以开关磁阻发电机输出电压为研究对象,在分析高速情况下角度位置控制的特点和影响输出电压脉动因素的基础上,提出了基于自适应遗传算法的角度控制策略。当转速或负载变化时,自适应算法控制关断角不变,调节导通角快速稳压,采用遗传算法准确优化开通角与关断角的组合,减小输出电压脉动。通过仿真和实验验证,与单一自适应控制或遗传算法角度控制相比,自适应遗传角度控制策略能够更快速准确优化输出电压。 展开更多

关键词 开关磁阻发电机 自适应控制 遗传算法 角度位置控制

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SRM电动/发电系统实验平台设计 被引量：2

15

作者 刘恒 潘再平 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2014年第12期87-90,共4页

根据开关磁阻电机发电运行和电动运行的工作原理,设计了一套三相12/8极开关磁阻电机实验平台,并对其相应的控制算法进行了设计,实现发电和电动两种工作模式。当SRM工作在发电模式时,采用直流电机作为原动机,通过电压闭环控制,实现SRM的... 根据开关磁阻电机发电运行和电动运行的工作原理,设计了一套三相12/8极开关磁阻电机实验平台,并对其相应的控制算法进行了设计,实现发电和电动两种工作模式。当SRM工作在发电模式时,采用直流电机作为原动机,通过电压闭环控制,实现SRM的稳压输出;当SRM工作在电动模式时,SRM采用速度闭环控制,拖动直流电机负载。 展开更多

关键词 开关磁阻电机 发电模式 电动模式

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开关磁阻发电机容错变换器实验设计

16

作者 昝小舒 刘万里 +1 位作者 钟钰 林航 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第11期202-208,共7页

开关磁阻发电机结构简单、容错性强、控制方式灵活,在风力发电、汽车发电等领域具有较好的应用前景,是新型电机控制的一项教学内容。为了提升系统发电性能与发电可靠性,提出一种具有容错性能的新型功率变换器,并通过Simulink仿真和实验... 开关磁阻发电机结构简单、容错性强、控制方式灵活,在风力发电、汽车发电等领域具有较好的应用前景,是新型电机控制的一项教学内容。为了提升系统发电性能与发电可靠性,提出一种具有容错性能的新型功率变换器,并通过Simulink仿真和实验平台验证了针对该容错变换器提出的故障诊断与容错方法的有效性。该实验教学可加深学生对新型电机控制、电力电子技术、DSP控制等相关知识的理解,开拓思维和认知,提高创新能力和理论联系实际能力。 展开更多

关键词 开关磁阻发电机 功率变换器 故障诊断 容错控制

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开关磁阻发电机单脉冲模式综合性能优化研究 被引量：1

17

作者 柴智远 刘沛麟 +1 位作者 刘闯 王涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第24期9742-9751,共10页

在基于开关磁阻发电机的起动/发电系统中,系统效率和电压品质是2个最关键的优化目标,它们都与开通角这一控制量相关,但其内在关系十分复杂,而现有文献缺乏对二者的系统性分析,导致难以对开关磁阻发电机的两方面性能进行协同优化。在满... 在基于开关磁阻发电机的起动/发电系统中,系统效率和电压品质是2个最关键的优化目标,它们都与开通角这一控制量相关,但其内在关系十分复杂,而现有文献缺乏对二者的系统性分析,导致难以对开关磁阻发电机的两方面性能进行协同优化。在满足稳压恒功率输出条件下,该文通过仿真和实验分析单脉冲模式下不同开通角对发电机效率与功率因数的影响。在开关磁阻发电机相电流线性模型的基础上,推导电压脉动解析表达式,据此分析不同开通角对电压品质的影响。在此基础上,提出多目标优化函数获取最优开通角,可兼顾系统效率和电压品质,提升发电综合性能。最后,通过实验验证仿真结论分析的正确性和所提多目标优化方法的有效性。 展开更多

关键词 开关磁阻发电机 单脉冲模式 参数优化 系统效率 电压品质 多目标函数

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基于变开通角F-PI并行控制策略的开关磁阻发电机输出电压研究 被引量：2

18

作者 昝小舒 池飞飞 +2 位作者 于东升 吴宁 龚毅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期182-191,共10页

分析了开关磁阻发电机(SRG)输出电压存在脉动的原因。针对传统PI控制方式下SRG输出电压建压过慢、脉动较大的问题,提出一种变开通角与模糊和PI并行控制的控制策略(变开通角F-PI并行控制策略)。当SRG开始工作时利用开通角的灵活切换实现... 分析了开关磁阻发电机(SRG)输出电压存在脉动的原因。针对传统PI控制方式下SRG输出电压建压过慢、脉动较大的问题,提出一种变开通角与模糊和PI并行控制的控制策略(变开通角F-PI并行控制策略)。当SRG开始工作时利用开通角的灵活切换实现输出电压的快速建立,并通过给定电压与输出电压的误差及误差的变化率,来实现模糊PWM与PI电流斩波的并行控制。建立基于Matlab/Simulink的SRG非线性模型并进行仿真分析。最后基于实验平台对变开通角F-PI并行控制策略与传统的PI控制策略进行了实验对比分析。实验结果表明,该文提出的基于变开通角F-PI并行控制策略能够使发电电压快速建立,在转速或负载发生变化时可以使输出电压快速跟随给定值,并有效地减小输出电压的脉动,从而提高发电品质。 展开更多

关键词 开关磁阻发电机 电压脉动 变开通角 模糊 PWM PI 控制

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高速开关磁阻风力发电机功率变换器与MPPT控制

19

作者 孙冠群 吕易儒 +3 位作者 王新刚 董文娟 郭金龙 李刚 《太阳能学报》 2025年第6期567-575,共9页

针对变速风电工况下开关磁阻发电机(SRG)变励磁电压最大功率点跟踪(MPPT)控制问题,该文探究直接控制SRG发电阶段相电流、开关角不固定时多变量控制以及高速运行和连续导通模式(CCM)有效性等问题。首先提出一种SRG新型功率变换器,由强励... 针对变速风电工况下开关磁阻发电机(SRG)变励磁电压最大功率点跟踪(MPPT)控制问题,该文探究直接控制SRG发电阶段相电流、开关角不固定时多变量控制以及高速运行和连续导通模式(CCM)有效性等问题。首先提出一种SRG新型功率变换器,由强励直升压主电路和可变励磁电压励磁电路组成,详述其工作过程并推导出SRG相关数学模型,分析相关理论特征。控制策略方面,提出一种基速以下全域单变量励磁电压扰动的MPPT控制方法,给出新型励磁电压扰动模型,除励磁阶段外,在新型功率变换器支撑下实现了发电阶段也可通过励磁电压变换进而直接调节相电流;开关角控制策略方面,给出开通角和关断角跟随转速自动在线快速线性调节的控制模型。从而将传统可控的多个变量耦合后仅由励磁电压作为单一变量实施MPPT控制,基速以上引入桨距角控制恒功率输出,全工作区域内的检测量仅为转子位置(转速)和功率。通过仿真与实验,并与已有两种变励磁电压MPPT结果进行比较,验证高速CCM运行下新型功率变换器与控制策略的有效性。 展开更多

关键词 风力发电 开关磁阻发电机 最大功率点跟踪 连续导通模式 功率变换器 励磁电压扰动法 开关角控制

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