矩阵式变换器及其在风力发电中的研究与应用

论文摘要

本文首先分析了矩阵变换器的原理和调制方法,重点研究了间接空间矢量调制法,并进行了Matlab/Simulink仿真,验证了该方法的有效性,而后建立了双馈电机数学模型,给出了双馈电机的直接功率控制法。矩阵变换器为双馈电机的转子供电,建立了双馈电机变速恒频风力发电系统仿真模型。其中的矩阵变换器采用间接空间矢量调制法,双馈电机采用简化的直接功率控制法,二者的结合使得该变速恒频系统能够在不同风速下最大程度地获得风能,实现有功、无功功率的独立调节,使得励磁器输入功率因数可调,同时大大减小了励磁器体积。仿真结果验证了该方案的可行性及其控制方法的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 矩阵变换器的发展背景与国内外研究动态
• 1.1.1 矩阵变换器的研究背景
• 1.1.2 矩阵变换器的国内外研究动态
• 1.2 变速恒频风力发电系统的研究及应用现状
• 1.3 矩阵变换器应用于变速恒频风力发电的研究意义
• 1.4 本文研究的主要工作
• 第二章 矩阵变换器控制策略的研究
• 2.1 矩阵变换器的基本原理
• 2.2 矩阵变换器的控制策略的研究
• 2.3 间接空间矢量控制方法的研究与仿真
• 2.3.1 矩阵变换器的交–直–交等效变换
• 2.3.2 等效交–直–交结构的空间矢量调制
• 2.3.3 矩阵变换器间接空间矢量调制的仿真研究
• 2.4 本章小结
• 第三章 变速恒频双馈异步发电机控制方法的研究
• 3.1 变速恒频双馈异步发电系统简介
• 3.2 双馈电机工作原理
• 3.3 双馈电机控制策略
• 3.3.1 交流励磁双馈电机等效电路与基本方程式
• 3.3.2 变速恒频双馈电机的直接功率控制
• 3.3.3 变速恒频双馈电机的恒开关频率直接功率控制
• 3.4 本章小结
• 第四章 矩阵变换器励磁的双馈电机风力发电系统仿真研究
• 4.1 仿真模型的建立
• 4.2 仿真结果及分析
• 4.2.1 双馈电机风力发电系统变速恒频运行
• 4.2.2 双馈电机风力发电系统超同步运行
• 4.2.3 双馈电机风力发电系统次同步运行
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与进一步工作
• 5.1 结论
• 5.2 进一步工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况