论文摘要
电力电子技术是一门多学科相互渗透的综合性技术学科,在电力、交通、通信等领域得到广泛的应用。其中逆变技术是电力电子技术的一个研究热点,目前,主要集中在50Hz的工频段以及数千赫兹以上的高频段,对低频段的逆变技术研究较少。因此本文以双馈风力发电机的控制系统为应用背景,对低频逆变技术做了若干问题的研究,主要内容包括:针对低频逆变技术的难点,利用三相半桥变流器,对逆变技术做了较充分的理论分析和仿真实验,并在此基础上将传统的同步调制技术和异步调制技术进行了有机的结合,研究了一种适用于低频逆变的调制方式一分段同步调制,有效的解决了低频逆变过程中所产生的谐波大、输出波形不稳定等问题。在此基础上研究了一种交流斩波能量回馈技术,可以将双馈发电机的转子产生的低压电能以交流斩波的方式泵升到高压直流母线中去,实现变流器中能量的双向流动,使得双馈发电机运行在超同步速的时候,发电机的定子和转子可以同时发电,从而提高了系统的工作效率。本文利用TI公司的TMS320LF2407电机专用控制芯片作为控制核心,构建了低频逆变实验系统,主要包括逆变器及其驱动电路,负载参数检测电路,系统保护电路。根据低频逆变的特性将经传感器检测出的信号反馈给DSP进行计算,并根据计算结果对输出进行调整以达到闭环控制,提高逆变系统运行的稳定性。论文给出了实验结果和波形分析,与理论分析及MATLAB/SIMULINK的仿真波形进行比较,效果基本一致。通过实验证明:在0.6Hz-10Hz范围内,由低频逆变实验系统可以输出较为平滑的正弦波,交流斩波技术也可以将转子产生的能量回馈到直流母线中去。实验结果验证了系统设计的有效性、可行性。