风能是一种清洁可再生能源,风力发电对解决全球能源危机和环境污染问题有重要作用,已经成为世界新能源利用最主要的发展方向之一。本文以“1.2MW永磁同步电机变速恒频风力发电系统”为课题背景,对并网应用中的PWM变流器的原理特性、控制方案设计进行了理论分析与实验验证。本文首先介绍了我国和世界风电发展状况以及技术发展趋势,比较了当前的主流技术,本课题项目采用直驱多极同步电机风力发电变流系统。在简要介绍系统的结构特点与控制要求之后,论文重点研究了网侧PWM变流器,阐述了其拓扑结构、工作原理及运行模式。为了深入研究控制策略,对课题背景中采用的变流系统控制对象进行了数学建模和分析,包括低频、高频和旋转坐标系下的数学模型。针对风力发电系统的特点,采用矢量控制同步PI电流调节的PWM整流器控制方案,完成控制系统的各个环节及其参数设计。此外论文还介绍了直流电压控制与针对中点接地系统的直流电压偏差补偿环节。论文以理论分析为基础,设计了控制系统的硬件电路和DSP程序。采用DSP2407高速集成控制芯片作为控制系统的核心,并根据控制流程图对其进行了软硬件设计,实现了控制板上的信号采集、运算、故障检测、电路驱动等功能。在实验中,确定了电流内环、电压外环和直流电压偏差补偿环的PI参数,顺利完成了闭环控制实验。最后,给出了实验波形,并对波形进行了详细分析,实验结果与理论分析相吻合,表明一定控制下的PWM变流器具有较好的工作性能,适用于大功率风力发电应用场合。