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双三相永磁同步风力发电机共模等效电路
1
作者 李洁 庭黑斯 +1 位作者 郑晓春 梁硕 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期76-84,共9页
准确建立双三相永磁同步风力发电机(DT-PMSWG)内部寄生电容的共模等效电路是评估轴电压和轴电流的关键。针对DT-PMSWG 2套三相绕组中性点隔离的拓扑结构,提出DT-PMSWG的共模等效电路。首先,以一台10 MW DT-PMSWG为研究对象,分析发电机... 准确建立双三相永磁同步风力发电机(DT-PMSWG)内部寄生电容的共模等效电路是评估轴电压和轴电流的关键。针对DT-PMSWG 2套三相绕组中性点隔离的拓扑结构,提出DT-PMSWG的共模等效电路。首先,以一台10 MW DT-PMSWG为研究对象,分析发电机内部寄生电容分布,给出寄生电容的几何解析计算式,采用有限元法计算和验证寄生电容数值。其次,考虑DT-PMSWG绕组中性点隔离对发电机寄生电容网络的影响,提出DT-PMSWG的共模等效电路,利用提出的共模等效电路推导发电机定子端共模电压(CMV)分压至轴承两端的电压比例“轴承分压比(BVR)”和轴电压的解析表达式。最后,建立DT-PMSWG系统的共模等效电路仿真实验模型,对比验证所提共模等效电路的有效性和准确性,研究结论可以为DT-PMSWG轴电压和轴电流的研究提供理论依据。 展开更多
关键词 双三相永磁同步风力发电机 寄生电容 共模等效电路 共模电压 轴电压
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双三相永磁同步发电机扩展虚拟矢量模型预测电流控制
2
作者 许德志 王凤洋 +1 位作者 和阳 王少卿 《电气工程学报》 北大核心 2025年第3期28-39,共12页
模型预测控制因其原理简单、响应速度快以及处理非线性约束方便等优势,广泛应用于多相电机控制系统。但由于电机气隙磁场畸变及整流器开关器件死区时间等非线性因素引起的谐波电流,特别是映射到谐波子空间的谐波电流会增加系统损耗,影... 模型预测控制因其原理简单、响应速度快以及处理非线性约束方便等优势,广泛应用于多相电机控制系统。但由于电机气隙磁场畸变及整流器开关器件死区时间等非线性因素引起的谐波电流,特别是映射到谐波子空间的谐波电流会增加系统损耗,影响发电系统性能。为抑制双三相永磁同步发电机定子绕组中的谐波电流,在现有的十二虚拟矢量的基础上进一步扩展,虽然增加了控制集中候选电压矢量的数量,但运算量并未增大。所提扩展虚拟矢量模型预测电流控制不仅可以有效减少定子电流谐波,而且可以提高发电系统运行性能。最后,通过试验验证了所提控制策略的可行性和优越性。 展开更多
关键词 双三相永磁同步发电机 谐波抑制 模型预测电流控制 扩展矢量
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采用改进滑模控制器的双三相永磁发电机快速稳压控制
3
作者 郭邵斌 赵文祥 +3 位作者 吉敬华 陈铭 张铜 叶鹏 《电气工程学报》 2025年第4期86-95,共10页
双三相永磁发电机系统负载发生突变时,传统的母线电压PI控制存在电压波动大和动态性能差的问题。为此,提出一种采用改进滑模控制器的快速稳压控制策略。在系统电压外环上,为了提高系统母线电压在突变负载下的抗负载扰动性,设计了基于指... 双三相永磁发电机系统负载发生突变时,传统的母线电压PI控制存在电压波动大和动态性能差的问题。为此,提出一种采用改进滑模控制器的快速稳压控制策略。在系统电压外环上,为了提高系统母线电压在突变负载下的抗负载扰动性,设计了基于指数趋近律的电压滑模控制策略。此外,为了减小系统抖振,在趋近律中增加随系统状态变化的可变趋近项,并用连续函数代替符号函数。同时,考虑到由系统简化建模引起的母线电压控制误差,采用电容储能PI控制器提高母线电压的控制精度。最后,通过试验证明了所提控制策略的有效性。与传统滑模控制相比,所提方法的母线电压抖振更小。和传统的母线电压PI控制相比,所提方法具备更强的抗负载扰动性和更快的动态响应,有助于实现系统母线电压的高性能稳压输出。 展开更多
关键词 双三相永磁发电机 负载突变 改进滑模控制 快速稳压 抗负载扰动性
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基于双环路同步旋转的双三相永磁同步发电机自抗扰谐波电流抑制 被引量：1
4
作者 许德志 巩凯 +1 位作者 和阳 赵文祥 《电气工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期208-219,共12页
双三相永磁同步发电机(Dual three-phase permanent magnet synchronous generator,DTP-PMSG)具有高功率密度、高容错性和高可靠性等特点,广泛适用于高端装备领域。但由于电机气隙磁场畸变及整流器开关器件死区时间等非线性因素的影响,... 双三相永磁同步发电机(Dual three-phase permanent magnet synchronous generator,DTP-PMSG)具有高功率密度、高容错性和高可靠性等特点,广泛适用于高端装备领域。但由于电机气隙磁场畸变及整流器开关器件死区时间等非线性因素的影响,导致双三相永磁同步发电机定子绕组中通常含有大量谐波电流。谐波电流会增加系统损耗,降低发电机效率,影响发电系统性能,特别是映射到x-y谐波子平面上的5、7次谐波,由于该平面对应的阻抗较小,因此即使很小的谐波电压扰动都会引起较大的5、7次谐波电流。为抑制定子绕组中的谐波电流,提出基于双环路同步旋转的自抗扰谐波电流抑制策略。所提策略利用双环路同步旋转坐标变换将x-y谐波子空间的5、7次谐波分别映射到与其同步的旋转坐标轴系中,在各自环路中采用自抗扰控制器将12倍频交流分量视为系统总扰动的一部分观测出来并对其补偿,从而实现对多维谐波电流的有效控制。最后,通过试验验证了所提控制策略的正确性和优越性。 展开更多
关键词 双三相永磁同步发电机 谐波抑制 自抗扰控制 同步旋转坐标变换
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采用直接功率计算的双三相永磁直流发电系统快速稳压控制 被引量：1
5
作者 陈铭 郭邵斌 +3 位作者 包胜 王超 王斌 赵文祥 《电气工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期159-168,共10页
针对双三相永磁发电机整流系统施加突变负载时,采用传统电压功率双闭环控制时存在的系统母线电压恢复时间长、电压波动大等问题,提出了一种采用直接功率计算的双三相永磁发电机快速稳压控制方法。首先,在电压外环上,采用直接功率计算的... 针对双三相永磁发电机整流系统施加突变负载时,采用传统电压功率双闭环控制时存在的系统母线电压恢复时间长、电压波动大等问题,提出了一种采用直接功率计算的双三相永磁发电机快速稳压控制方法。首先,在电压外环上,采用直接功率计算的方法得到系统内环功率参考值的快速调节分量,提高母线电压的动态性能。其次,考虑到由系统损耗引起的控制误差,采用电容功率补偿得到功率参考值的误差补偿分量,提升母线电压的控制精度。最后,通过软件仿真和试验,证明了所提控制策略的可行性和有效性。和传统控制方法相比,所提方法具备更强的抗负载扰动能力和更快的动态响应速度,有助于实现双三相永磁发电机系统直流母线电压的高性能控制。 展开更多
关键词 双三相永磁发电机 负载突变 快速稳压 直接功率计算 抗负载扰动能力
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双三相永磁同步发电机的矢量控制与数字实现 被引量：6
6
作者 刘剑 杨贵杰 +1 位作者 高宏伟 周长攀 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期50-56,63,共8页
针对相移30°Y型连接双三相永磁同步发电机(DTP-PMSG),分别采用双d-q变换和空间矢量结构方法建立了不完全解耦和完全解耦的DTP-PMSG数学模型。对双三相PMSG进行空间矢量解耦分析,并分析了各子空间与机电能量的关系。分别对双三相PMS... 针对相移30°Y型连接双三相永磁同步发电机(DTP-PMSG),分别采用双d-q变换和空间矢量结构方法建立了不完全解耦和完全解耦的DTP-PMSG数学模型。对双三相PMSG进行空间矢量解耦分析,并分析了各子空间与机电能量的关系。分别对双三相PMSG的两种数学模型的矢量控制数字实现进行了理论分析。针对离散型最大四矢量法在一个开关周期内存在单个IGBT全开的现象,提出了一种改进的离散型的最大四矢量方法。最后对两种矢量控制方式进行了实验验证,实验结果表明在达到相同的母线电压时,两种控制方案的控制效果相同,谐波成分不同,验证了两种矢量解耦方式在双三相永磁同步发电机中的有效性。 展开更多
关键词 双三相永磁同步发电机 矢量控制 最大四矢量法 数字实现
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双三相永磁同步发电机双子空间模型预测电流控制 被引量：3
7
作者 王玉雪 许德志 +2 位作者 赵文祥 郝亮 唐红雨 《电气工程学报》 CSCD 2022年第3期104-113,共10页
模型预测控制因其概念直观、响应迅速和便于处理非线性约束等优势,被广泛应用于多相电机控制系统。但现有的模型预测控制只考虑α-β基波子空间的机电能量转换,而未考虑因变流器控制死区和系统非线性因素引起的谐波损耗。针对双三相永... 模型预测控制因其概念直观、响应迅速和便于处理非线性约束等优势,被广泛应用于多相电机控制系统。但现有的模型预测控制只考虑α-β基波子空间的机电能量转换,而未考虑因变流器控制死区和系统非线性因素引起的谐波损耗。针对双三相永磁同步发电机整流系统,提出一种同时考虑α-β基波子空间和x-y谐波子空间以抑制谐波电流的双子空间多矢量模型预测电流控制策略。在此基础上,在两个子空间引入虚拟矢量占空比优化策略,从而进一步提升稳态控制性能。最后,通过试验验证了所提控制策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 双三相永磁同步发电机 谐波抑制 模型预测电流控制 双子空间控制 占空比
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直驱式风力发电机无位置传感器矢量控制 被引量：5
8
作者 贺艳晖 王跃 +2 位作者 吴金龙 胡维昊 王兆安 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期31-38,44,共9页
为满足低压大功率输出的要求,直驱式风力发电系统采用双三相永磁同步发电机和变流器并联技术相结合的拓扑结构。针对位置传感器故障率高、易受干扰等问题,在风力发电机功率控制的基础上提出一种双三相永磁同步发电机无位置传感器矢量控... 为满足低压大功率输出的要求,直驱式风力发电系统采用双三相永磁同步发电机和变流器并联技术相结合的拓扑结构。针对位置传感器故障率高、易受干扰等问题,在风力发电机功率控制的基础上提出一种双三相永磁同步发电机无位置传感器矢量控制算法。根据矢量空间解耦原理建立双三相永磁同步发电机的数学模型。利用模型参考自适应系统估计发电机转速,依据波波夫超稳定理论推导出自适应律,分析发电机参数变化对速度估计的影响。通过对电机定子直流励磁获得转子初始位置。仿真和实验结果表明该算法能实现风力发电机可靠起动,有很好的速度跟踪性能和稳态精确度,使发电机能在额定风速下最大限度获取风能,并能稳定运行于恒速和恒功率区域,且对发电机参数变化不敏感,算法计算量小。 展开更多
关键词 直驱式风力发电系统 功率控制 双三相永磁同步发电机 矢量空间解耦 无位置传感器矢量控制 模型参考自适应系统 波波夫超稳定理论 转子初始位置
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基于简化控制集的双三相PMSG占空比模型预测直接功率控制 被引量：1
9
作者 蒋泽龙 许德志 +2 位作者 赵文祥 晋世博 郝亮 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期120-129,共10页
针对模型预测直接功率控制(MPDPC)在选择电压矢量时计算量庞大、计算复杂的问题,提出一种基于简化控制集的模型预测直接功率控制策略。充分考虑双三相系统多矢量多自由度的特点,合成虚拟电压矢量代替大矢量作为备选矢量,以抑制定子电流... 针对模型预测直接功率控制(MPDPC)在选择电压矢量时计算量庞大、计算复杂的问题,提出一种基于简化控制集的模型预测直接功率控制策略。充分考虑双三相系统多矢量多自由度的特点,合成虚拟电压矢量代替大矢量作为备选矢量,以抑制定子电流谐波。根据无差拍原则预测下一时刻的给定功率,以给定功率和反电势等参数作为判断条件,估计目标电压矢量的位置,从而简化控制集,达到简化计算量的效果。在此基础上,针对单矢量控制策略下系统功率性能差的缺陷,进一步引入占空比调制思想,扩大矢量调制范围,抑制相电流谐波以及功率脉动。实验结果证明,所提的简化控制集模型预测直接功率控制可以在改善稳态性能的同时,提升动态响应速度,并有效减小计算负担。 展开更多
关键词 双三相永磁同步发电机 直接功率控制 模型预测控制 简化控制集 合成矢量 占空比
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