双三相无刷双馈发电机及其控制方法研究
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制无刷双馈风力发电机是一种利用风能转化为电能的装置，其中无刷表示没有刷子与旋转子接触，双馈表示既有直流驱动的转子，又有交流驱动的转子。
下面将对无刷双馈风力发电机的设计分析与控制进行探讨。
无刷双馈风力发电机的设计分析包括机械结构设计、电磁设计和控制系统设计。
机械结构设计主要包括叶片的选择和布置，塔架和基础的设计以及风力发电机的整体布局。
叶片的选择应考虑到切入风速、功率系数、气动特性等因素，布置应使各叶片均匀受力，避免振动和共振。
塔架和基础设计要考虑到风力发电机的高度、重量、抗风能力和地质条件等因素，确保安全可靠。
电磁设计主要包括发电机的定子和转子的设计。
定子设计要考虑到电磁参数的选择，如磁场密度、线圈匝数等，以及冷却措施的设计，确保发电机的效率和稳定性。
转子的设计要考虑到双馈风力发电机的特点，如直流驱动转子的设计要考虑到功率传递和转速控制，交流驱动转子的设计要考虑到转子电磁参数的选择和控制。
控制系统设计主要包括转速控制和功率控制。
转速控制要根据风速的变化调节双馈风力发电机的转速，以使其在最佳工作状态下输出最大功率。
功率控制要根据电网的要求调节发电机的输出功率，保持电网的稳定性。
控制系统设计还要考虑到发电机的运行状态监测和故障保护，确保发电机的安全运行。
无刷双馈风力发电机的控制主要包括电气控制和机械控制两方面。
电气控制主要包括对发电机电磁参数的控制和输出功率的调节，可以采用PID控制或模糊控制等方法。
机械控制主要包括对叶片角度和转子转速的控制，可以采用电机驱动或液压驱动等方法。
无刷双馈风力发电机的设计分析与控制是一个复杂的工程问题，需要考虑到机械、电磁和控制等多个方面的因素，以实现高效、稳定和安全的发电。
随着风电技术的不断发展，无刷双馈风力发电机的设计和控制将不断提升，为可持续能源的利用做出更大的贡献。
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制无刷双馈风力发电机（Brushless Double-fed Wind Power Generator，BDWG）由于其具有高效、稳定、可靠的特点，在风电发电产业的快速发展中得到了广泛应用。
其核心部件是无刷双馈电机（Brushless Double-fed Induction Machine，BDFIM），由于其内外转子之间通过转子侧电容连接，使其具有一定的电磁转矩特性。
因此，在BDWG中基于实时控制的电压源逆变器的功率控制策略中，可以通过控制转子的电压和电流使得BDFIM适应风机不同的转速变化（也即风速的变化）现象，从而在风力发电过程中实现良好的功率控制性能。
本文旨在对BDWG的设计原理和控制策略进行分析和探讨，主要从以下几个方面进行讨论。
1. BDWG的设计分析（1）结构和工作原理BDWG由涉及双馈电机转子部分（即有刷子组合，转子侧电容器等）和无刷直流电机（一般用于调节转子电容器电压的空间矢量调制控制）经由转子上的能量转换器进行变换，在输出端带有无功功率控制的PWM逆变器进行功率输出。
BDFIM相较于一般异步电机，其内部转子电流被划分为主磁通和次磁通两个部分，转子上的电容器则通过变压器与电网连接。
在风机转速发生变化时，由于双馈电机的特殊结构，主磁通和次磁通之间会产生一定的漏电感，从而使得转子上的电流产生相应的变化。
（2）参数设计和优化在BDWG的设计上，关键的参数设计主要包括了转子电容器的容量、变压比等。
为了实现风能的最大利用效率，需要在保证性能的前提下尽可能减小转子电容器的容量，同时在变压器的设计上注重其高效、轻便的特性。
以上两者则需要依据技术手段来进行有效的优化设计。
2. BDWG的控制策略（1）转子电压交换控制BDWG的控制策略之一是通过转子侧的能量转换器实现交换控制，从而在转速变化的情况下实现电极磁势的平衡控制。
该控制策略主要由节拍控制和逆变控制两个部分组成，其中节拍控制主要通过时序触发器和计数器实现；逆变控制则主要通过高功率开关管实现，其控制基础是PWM控制。
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制
无刷双馈风力发电机是一种新型的风力发电技术，它具有高效能、低成本和低噪音等优点。
它采用了无刷双馈原理，通过将风能转化为电能，实现风力发电。
本文将对无刷双馈风力发电机的设计分析与控制进行探讨。
无刷双馈风力发电机的设计分析。
无刷双馈风力发电机由转子、定子和电子操作器组成。
转子是由外转子和内转子组成的，外转子是由磁材料制成的永磁体，内转子是由电感线圈制成的。
定子是由电磁线圈制成的，它通过电子操作器与转子相互作用，将风能转化为电能。
在设计过程中，需要考虑到发电机的效率、发电量和稳定性等因素。
无刷双馈风力发电机的控制。
无刷双馈风力发电机的控制主要包括转速控制和功率控制两个方面。
转速控制是通过调节转子和定子之间的电磁感应力来实现的，可以使发电机在不同的风速下保持稳定转速。
功率控制是通过调节转子和定子之间的电磁耦合程度来实现的，可以使发电机在不同的负载情况下保持稳定输出功率。
在控制方面，可以采用PID控制、模糊控制或者神经网络控制等方法。
PID控制是一种经典的控制方法，可以根据系统的误差、偏差和积分值来调整控制输出。
模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，可以通过设定模糊规则和语言变量来实现控制。
神经网络控制是一种基于神经网络的控制方法，可以通过训练神经网络模型来实现控制。
需要注意的是，在设计与控制无刷双馈风力发电机时，需要考虑到风速、转速、功率和环境因素等因素的影响。
还需要对发电机的电子操作器进行监控和维护，以确保发电机的正常运行。
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制1. 引言1.1 研究背景无刷双馈风力发电机能够通过改进其结构设计和控制策略来提高风力发电机的性能，并且能够更好地适应风速的变化。
无刷双馈风力发电机的设计和控制也能够提高其稳定性和可靠性，从而减少维护成本并延长其使用寿命。
对无刷双馈风力发电机的设计分析与控制研究具有重要的研究意义，并对未来的清洁能源发展具有积极的推动作用。
1.2 研究意义无刷双馈风力发电机是一种新型的风力发电设备，具有高效率、低噪音、可靠性高等优点，在清洁能源领域具有重要的应用前景。
研究无刷双馈风力发电机的设计分析与控制，对于提高风力发电系统的整体性能，提升能源利用效率，促进可再生能源发展具有重要意义。
通过对无刷双馈风力发电机的设计分析，可以深入了解其工作原理和结构特点，为进一步优化设计提供理论依据。
探讨无刷双馈风力发电机的控制策略，可以有效提高风力发电系统的稳定性和响应速度，保障系统在不同工况下的运行效果。
通过性能模拟分析和实验验证，可以验证设计方案的可行性和准确性，为实际工程应用提供参考依据。
在未来的研究中，结合设计分析与控制策略的优缺点分析，可以进一步完善无刷双馈风力发电机的设计与控制方案，提高系统的运行效率和稳定性。
针对新能源发展的需求，不断拓展研究领域，探索更加优化的设计和控制方法，促进无刷双馈风力发电机在实际应用中的推广和发展。
2. 正文2.1 无刷双馈风力发电机设计原理无刷双馈风力发电机设计原理是在传统的风力发电机基础上进行了改进和创新。
传统的风力发电机通常采用了双馈电机的结构，但是存在着换向器和碳刷磨损等问题。
而无刷双馈风力发电机则采用了无刷技术，避免了这些问题，提高了系统的可靠性和稳定性。
无刷双馈风力发电机的设计原理主要包括了转子的结构设计和定子的绕组设计。
转子通常采用双馈风力发电机的设计，但是去掉了碳刷和换向器，改为了无刷转子。
这样可以减少系统的维护成本和故障率。
定子的绕组设计则需要考虑到风力发电机的特性和工作环境，保证系统的性能和效率。
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制
无刷双馈风力发电机是一种利用风能产生电能的设备。
它采用无刷双馈技术，可以有效提高风力发电机的功率输出和风能利用率。
本文将从设计分析和控制两个方面对无刷双馈风力发电机进行探讨。
在设计分析方面，无刷双馈风力发电机主要包括转子部分和定子部分。
转子部分一般采用永磁同步风力发电机，定子部分则采用双馈异步发电机。
永磁同步风力发电机具有高效率、高能量密度和低自耗等特点，可以有效提高风力发电机的功率输出。
双馈异步发电机通过转子构成的转子群控制转速，实现最佳功率点跟踪。
通过合理设计转子和定子的参数，可以提高风力发电机的风能利用率和输出功率。
在控制方面，无刷双馈风力发电机一般采用功率控制和电流控制两种方式。
功率控制是指根据风速和负载要求，调节转子群的电动功率，实现最佳功率输出。
电流控制是指通过调节定子和转子的电流，控制转子速度和输出电压，确保风力发电机的正常运行。
还需要对电网进行监测和控制，确保电网的稳定性和安全性。
无刷双馈风力发电机的控制策略还包括风能预测和故障检测。
风能预测是指通过对风速的预测，实时调节转子和定子的控制参数，提高风力发电机的风能利用率。
故障检测是指通过监测风力发电机的参数和运行状态，及时发现和处理故障，确保风力发电机的正常运行。
无刷双馈风力发电机的设计分析和控制是提高风能利用效率和输出功率的关键。
通过合理设计转子和定子的参数，采用适当的控制策略和技术手段，可以有效提高风力发电机的性能和可靠性，促进风能产业的发展。
无刷双馈电机的控制方法研究
无刷双馈电机的控制方法研究一、本文概述随着电机技术的不断发展和应用领域的日益扩大，无刷双馈电机作为一种高效、节能的电机类型，受到了广泛关注。
无刷双馈电机以其独特的结构和工作原理，在风力发电、泵类负载、电动汽车等领域展现出显著的优势。
然而，无刷双馈电机的控制方法一直是研究领域的热点和难点。
因此，本文旨在深入探讨无刷双馈电机的控制方法，以提高其运行性能，推动其在各个领域的广泛应用。
本文首先介绍了无刷双馈电机的基本结构和工作原理，为后续的控制方法研究奠定基础。
接着，文章综述了目前无刷双馈电机控制方法的研究现状，包括传统的控制方法和近年来新兴的控制策略。
在此基础上，文章重点分析了无刷双馈电机的数学模型和控制系统设计，详细阐述了各种控制方法的实现原理和应用效果。
本文还探讨了无刷双馈电机控制方法在实际应用中的挑战和解决方案，如参数辨识、动态性能优化等问题。
通过案例分析，文章展示了无刷双馈电机控制方法在具体领域的应用实例，验证了其可行性和有效性。
本文总结了无刷双馈电机控制方法的研究成果和发展趋势，展望了未来可能的研究方向和应用前景。
通过本文的研究，旨在为无刷双馈电机的控制方法提供理论支持和实践指导，推动无刷双馈电机技术的持续发展和应用推广。
二、无刷双馈电机的工作原理无刷双馈电机（Brushless Doubly-Fed Machine, BDFM）是一种特殊的电机类型，它结合了异步电机和同步电机的特点，具有独特的运行方式和控制策略。
无刷双馈电机的工作原理主要基于电磁感应和电磁场理论，其内部包含两套极数不同的绕组，分别称为功率绕组和控制绕组。
功率绕组通常与电源直接相连，负责传递主要的电能和转矩。
控制绕组则通过变频器或其他电力电子设备进行控制，用于调节电机的运行状态。
这两套绕组在电机内部产生不同的旋转磁场，通过磁场相互作用实现电机的转矩传递和转速控制。
无刷双馈电机的独特之处在于其不需要机械换向器或电刷来实现电流换向，从而提高了电机的可靠性和维护便利性。
探讨无刷双馈风力发电机的设计、分析与控制
探讨无刷双馈风力发电机的设计、分析与控制【摘要】文章首先分析了无刷双馈风力发电机的设计方法与分析，包括稳态分析、动态建模、设计优化等，随后介绍了无刷双馈风力发电机的控制策略，包括闭环标量控制、矢量控制、非线性控制等，希望能给相关人士提供一些参考。
【关键词】风力发电；设计分析；控制策略引言：无刷双馈风力发电机这种类型的设备拥有一个公用的机械端口和两个可以用来进行馈电交流的端口，是一种新型发电机。
这种电机能够辅助实现恒频变速运行。
因为将传统双馈风力发电机内部结构内电刷集电环彻底去除，所以在一定程度上提高了发电机运行的安全性和稳定性，降低了后期维护修理成本，此外还能够促进无功和有功近似解耦控制，从而被看作是一种能够代替传统双馈发电机的电机产品。
一、无刷双馈风力发电机的设计方法与分析（一）稳态分析因为无刷双馈风力发电机是一种正弦波磁场形式的电机设备，因此可以通过单相等效电路对电机的稳定性高进行系统分析。
和单馈感应的电机种类不同，无刷双馈风力发电机主要是以二端口网络作为稳态等效电路的。
单相等效电路一开始是用来对CDFIG双馈同步转矩实力、运行范围、操作原理以及变换器容量进行研究的。
为了能够计及铁耗，学习感应电机关于铁耗分析方法，在稳态等效电路两侧励磁之路并联随着转差率产生铁耗电阻变化时，可以得到一种精准的计算值。
因为NLR-BDFIG中的转子结构的特殊性，从而致使转子绕组出现各种空间谐波，让稳态分析工作的难度进一步加大，通过将导体分布函数的复数形式引入进来，对嵌套环转子的无刷双馈风力发电机转矩和阻抗参数表达式实施深入推导解析。
通过空间谐波影响和谐波漏电抗计对无刷双馈风力发电机内部T形串联等效电路模型进行系统整理，同时利用适当变形提取其中的参数。
为了判断铁耗影响，补充添加随转差率产生改变的铁耗电阻。
尽管在现有的等效电路基础上，可以获得精准的转矩计算值，但依然存定转电分离漏电抗组和转子导体电流无法计算等问题。
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制无刷双馈风力发电机是一种新型的风力发电机，其设计与控制技术对于提高风力发电机的效率和性能具有重要的意义。
本文将围绕无刷双馈风力发电机的设计原理、分析方法以及控制技术展开探讨，旨在提高读者对于这一新型风力发电技术的理解。
一、无刷双馈风力发电机的设计原理无刷双馈风力发电机是在传统的双馈风力发电机基础上进行了改进，其设计原理主要包括无刷化技术和双馈技术。
无刷化技术是指将传统双馈风力发电机中的差动转子绕组和励磁绕组由刷子式调速器改为电子式调速器，从而实现了发电机的无刷化运行，即无需使用碳刷和滑环，减少了摩擦损耗和维护成本，提高了发电机的可靠性和稳定性。
双馈技术是指在发电机的转子上设置一个差动绕组和一个励磁绕组，分别接通到转子外的两个变频器上，这样可以实现发电机的双馈运行，从而提高了发电机的自起动能力和低速区的发电效率。
无刷双馈风力发电机不仅具备了传统双馈风力发电机的优点，还具有了无刷化的优势，使得其在风力发电领域具有了更广阔的应用前景。
1. 发电机的结构设计无刷双馈风力发电机的结构设计主要包括转子结构、定子结构和冷却系统。
在转子结构设计上，需要考虑差动绕组和励磁绕组的布局，以及电子式调速器和转子温度的控制。
在定子结构设计上，需要考虑定子绕组的布局和传热系统，以及发电机的外部接线和绝缘系统。
在冷却系统设计上，需要考虑发电机在不同工况下的热特性，选择合适的冷却介质和冷却方式，以确保发电机在长时间运行中不会因发热而出现故障。
2. 发电机的电磁设计无刷双馈风力发电机的电磁设计是其设计的关键部分，主要包括磁场分析、电路设计和电磁计算。
在磁场分析中，需要通过有限元分析软件对发电机的磁场进行分析，以优化磁路设计和减小磁损。
在电路设计中，需要根据磁场分析结果设计差动绕组和励磁绕组的电路，以实现双馈运行和无刷化控制。
在电磁计算中，需要进行电磁场和热场的耦合计算，以验证发电机设计的合理性和可靠性。
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制
探讨无刷双馈风力发电机的设计分析与控制
无刷双馈风力发电机是利用风能产生的机械能，通过发电机将机械能转化为电能。
相较于传统的直驱风力发电机，无刷双馈风力发电机有更高的效率和更低的维护成本。
在无刷双馈风力发电机的设计分析中，首先需要确定发电机的参数和结构。
发电机的参数包括电气参数、机械参数和磁学参数。
其中，电气参数包括电感、电阻、绕组等，机械参数包括转子惯量、转速等，磁学参数包括磁通密度、铁磁体材料等。
这些参数的选取必须符合发电机的设计要求，例如对功率、转速、效率、容错能力等方面的要求。
在确定发电机参数后，需要进行发电机结构设计。
无刷双馈风力发电机的结构一般包括转子、定子、变频器等部分。
转子包括永磁体和绕组，定子包括电感与绕组，变频器则用于控制电机的转速和电压。
此外，随着科技的发展，部分无刷双馈风力发电机还带有电容等辅助电路，来提高电机效率。
控制是无刷双馈风力发电机的关键技术之一。
控制旨在实现输出功率的最大化，同时保持电机的稳定运行。
控制系统通常采用电磁场定向控制等算法，以跟踪给定的转速和转矩。
此外，为了实现发电机的容错能力，无刷双馈风力发电机还需要具备过电流、过电压等保护功能。
总体来说，无刷双馈风力发电机的设计分析与控制是一个综合性的问题，需要考虑电气、机械和控制等多个方面。
随着风力发电技术的不断发展，相信无刷双馈风力发电机的应用将越来越广泛。
无刷双馈发电机的控制
无刷双馈发电机的控制无刷双馈电机具有很多应用上的优点，但由于其复杂的定转子磁场关系，其作为电动机或发电机的控制策略的难度也要远远高于普通异步电机。
目前对无刷双馈电机控制的研究大多集中在电动机调速控制策略方面，另外对无刷双馈发电机并网发电的控制策略也有一定研究。
20世纪80年代末到90年代初，Alan K、Wallace Rene Spee、Ruqi Li等人推导出笼型无刷双馈电机动态数学模型和两轴数学模型，为BDFM的动态仿真和控制性能的优化提供了坚实的基础。
随后各种方法如标量控制、磁场定向控制、直接转矩控制、模型参数自适应控制等都被广泛应用于无刷双馈电机控制。
一、作为发电机运行时的控制策略BDFM作为发电机运行其控制策略与电动机运行有一定差别，由于无刷双馈电机应用于风力、小水力变速恒频发电的优越性能，使得BDFM发电运行控制策略也是目前的研究热点。
关于无刷双馈风力发电机的控制技术，国内外学者所研究的热点问题之一是如何实现最大功率跟踪，以实现最大风能捕获、提高发电效率。
为达到这一目标，目前主要采用磁场定向的矢量变换控制技术对无刷双馈发电机的有功功率和无功功率进行解耦，通过独立控制有功功率和无功功率来实现最大功率跟踪。
但这种基于矢量控制的方法需要进行坐标变换，计算量大，且易受发电机参数变化的影响，大大降低了系统的鲁棒性。
在风力发电领域中，直接转矩控制技术及其变频器产品主要应用于永磁同步发电机系统和有刷双馈发电机系统，下面对此作一简要介绍。
无刷双馈发电机的电磁转矩方程可表示为式中pp 、pc——功率绕组和控制绕组的极对数；L p 、Lc——功率绕组和控制绕组的自感；ψp 、ψc——功率绕组和控制绕组的磁链矢量；Mpc——两套定子绕组之间的互感；θ——磁链矢量ψp和ψc之间的夹角。
功率绕组的磁链方程为式中up——功率绕组的电压矢量；ip——功率绕组的电流矢量；Rp——功率绕组的电阻。
由于功率绕组电阻压降Rp ip对功率绕组电压的影响很小，可忽略不计，而功率绕组作为电能输出端，要求其输出为恒频恒压，即电压up的幅值和频率保持不变，因此可以认为功率绕组磁链ψp的幅值和旋转速度基本恒定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
������������sp
������������sp
������������sp
������������sc ������������sc ������������sc ������������r ������������������ ������������������
1 2 3
电压方程 电磁转矩方程 运动方程
������������r
0 00000
������������r
0 00000
������msp + ������������sp 1
− 2 ������msp 1
− 2 ������msp
1 − 2 ������msp ������msp + ������������sp
1 − 2 ������msp
U V W
Pp对极
a b
c
Pp对极电机
变频器
Pc对极
c b a
Pc对极电机
现代无刷双馈电机
70年代以后，Broadway对电机进
行了很大的简化改进，将级联式感
应电动机组放到一个电机里面，从 工
频
此就有了可以进入实用领域的现代 电
无刷双馈电机。
源
可逆 变频器
Pp对极
转子绕组 Pc对极
功率定子绕组 （p p 对极）
1 电压方程
2 电磁转矩方程 3 运动方程
19
Part 4
控制算法
电压幅值控制 整体控制框图
频率控制
4.1电压幅值控制
电压外环
频率控制
控制目的 幅值，频率
电流内环
21
4.1电压幅值控制
PI
1
22
4.2频率控制
有位置传感器
无位置传感器
BDFM
有位置传感器
-+ -
PI
+
转速测量
VS
23
4.3整体控制框图 + -
29
5.2仿真结果
转速由400到500时的输出电压
转速由500到600时的输出电压
30
5.2仿真结果
控制电流波形
设置仿真时间t=0.6 s时，三相对 称电阻负载由2kW突变到4kW。 突加负载瞬间，输出电压跌落， 控制侧绕组电流迅速增大，输出 电压幅值逐渐恢复。
功率绕组电压波形
31
双三相无刷双馈发电机 及其控制方法研究
5
1.2 控制策略
01 03
标量控制
通过改变控制侧绕组电流的频率和幅值来调节功率侧 电流的频率和幅值，改变控制侧电流相位来调节功率 侧的有功电流和无功电流，可实现对发出电压的控制。
02
直接转矩控制
直接转矩算法根据空间矢量的分析方法， 利用电机转速和绕组中的电压、电流完成 磁链观测，从而实现对电磁转矩的控制。
0
0
0
0
0
������msc + ������������sc 1
− 2 ������msc 1
− 2 ������msc ������src cosθrc1 ������src cosθrc2 ������src cosθrc3
0
1 − 2 ������msc
������msc + ������������sc 1
������srp cosθrp3 ������srp cosθrp2 ������srp cosθrp1 ������src cosθrc3 ������src cosθrc2 ������src cosθrc1
1 − 2 ������mr
1 − 2 ������mr
������mr + ������������r
SVPWM
PI
+
PI
-
PI
Park
+-
变换
SVPWM即空间电压 脉宽调制，通过输入 电压的幅值和角度， 生成三相PWM
+ -
PI
+
PI
-
PI
Park
+-
变换
SVPWM
电压逆 变器
电流测 量
控制 绕组
SVPWM
电压逆 变器
电流测 量
电压幅 值
负载
BDFM
功率
频率测量 无位置传感
绕组
PI
器
转速测 量
有位置传感 器
������������sp
0 0 ������sp 0 0 0
������������sc
0 0 0 ������sc 0 0
������������sc = 0
������������sc
0
������������r
0
0 0 0
0 0 0
0 ������sc 0 0 0 ������sc 000
优势二
消除部分高次谐波，降低损耗
采用双三相绕组的电机可以有效地消除6k+1（k的绝对值为奇数） 次的谐波，使得基波波形更完美，并且电机转矩的利用率也得到了 一些提高，一定程度上减少了由高次谐波引起的附加损耗、电磁振 动以及电磁噪声等问题。
12
Part 3
数学模型
物理模型
二相任意速度坐标 系下的数学模型
������srp cosθrp1 ������srp cosθrp3 ������srp cosθrp2 ������src cosθrc1 ������src cosθrc3 ������src cosθrc2
������mr + ������������r
1 − 2 ������mr
1 − 2 ������mr
8
2.1运行原理
工作原理
9
2.2双三相绕组的优势
三相
磁动势波形
双三相
船舶轴带发电
电动汽车电力 传动系统
其他低电压大功 率应用场合
10
2.2双三相绕组的优势
绕组结构
槽电势星形图
11
2.2双三相绕组的优势
优势一
降低相电压和相电流，提高材料的利用率，降低成本
双三相电机中每一相的容量是常规三相电机容量的一半，因此相电 压和相电流也是一半，在工作时电机温度会比较低，有助于提高电 机寿命，提高电了磁负荷和增加了有关材料的利用率，在一定程度 上降低了成本，节约了资源。
双三相无刷双馈发电机 及其控制方法研究
目录
Contents
Part 1 绪 论 Part 2 运行原理及优势 Part 3 数学模型 Part 4 控制算法 Part 5 模型仿真
Part 1
绪论
无刷双馈发电机 历史发展
控制策略
1.1无刷双馈电机的历史发展
级联感应电动机
1893年由美国的Steinmetz和德国 的Gorges发现。之后Hunt和 Creedy等进行了改进。
转子磁场定向控制
根据无刷双馈电机的动态数学模型和矢量变换方法， 实现对电磁转矩及功率侧有功功率和无功功率的控制。
6
Part 2
运行原理及 优势
无刷双馈电机运 行原理
双三相绕组 的优势
2.1运行原理
无刷双馈电机结构图
电机的定子绕组是由两个部分组成 的：功率绕组和控制绕组。在功能 上看，功率绕组负责输出，连接负 载或者电网；控制绕组则与变频器 连接。由于定子绕组设计上的原因， 功率绕组与定子绕组虽然处在一个 磁路中，但相互之间没有任何电磁 联系。
1 − 2 ������msp
1 − 2 ������msp ������msp + ������������sp
������
0
0
0
0
0
0
0
������srp cosθrp1 ������srp cosθrp2 ������srp cosθrp3
0
������srp cosθrp3 ������srp cosθrp1 ������srp cosθrp2
三相静止坐标系下 的数学模型
二相转子速度坐标 系下的数学模型
3.1物理模型
定子控制绕组三相电压 转子绕组三相电压 定子功率绕组三相电压
14
3.1三相静止坐标系下的数学模型
������������sp
������sp 0 0 0 0 0
������������sp
0 ������sp 0 0 0 0
15
3.2二相任意速度坐标系下的数学模型
坐标变换
三相 二相
原因 空间位置关系
简化模型，便于分析
V
d
q
U
W
变换矩阵
16
3.2二相任意速度坐标系下的数学模型
d q
1 电压方程
功率绕组旋转模型
2 电磁转矩方程
17
3.2二相任意速度坐标系下的数学模型
1 电压方程
q
控制绕组旋转模型
2 电磁转矩方程
18
3.3二相转子速度坐标系下的数学模型
− 2 ������msc ������src cosθrc3 ������src cosθrc1 ������src cosθrc2
0
0
0 1 − 2 ������msc 1 − 2 ������msc ������msc + ������������sc ������src cosθrc2 ������src cosθrc3 ������src cosθrc1
负载变化环节 动作时间为0.6s，流波形
当转速为400r/min时，处于次同步 运行转速，此时控制绕组的相序 与功率绕组相反，频率为-10Hz； 当转速为500r/min时，处于同步运 行转速，频率为0Hz； 当转速为600r/min时，处于超同步 运行转速，此时控制绕组的相序 与功率绕组相同，频率为10Hz；