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双馈电机调速系统是利用转子交流励磁对电机速度进行控制的一种变频调速系统,包括电机本体和交流励磁控制系统。针对双馈电机数学模型,引入矢量控制,对电机的电压方程、电磁转矩方程进行矢量变换,得到了新的双馈电机的数学模型,达到励磁电流分量和转距电流分量的完全解耦。
本文首先介绍了双馈电机的基本工作原理,推导出两相同步旋转(d-q)坐标系下的双馈电机数学模型。通过比较现有的矢量控制策略,本文选用定子电压定向有功分量和无功分量的解耦控制。
主电路采用三相对称双PWM交.直.交变频拓扑结构,网侧和电机侧分别采用电压型PWM整流器和无源逆变器,构建双馈电机调速控制系统变换器。重点研究了双馈电机调速控制系统的逆变双闭环控制结构,选取电机功率因数和转速作为电机定子侧功率因数的调节。控制电路采用TI公司DSPTMS320LF2407和CPLD为中心构建硬件控制平台,主要完成数据采集、速度检测、矢量控制以及故障保护等工作。软件设计中通过使用电压模型法间接求解转子磁链位置角,使用PID控制度实现励磁电泫分量i2q。和转距电流分量i2d的解耦。
本文详细论述了系统设计方法和硬件电路组成以及软件程序设计。最后,以SP控制电路为实验平台,以三相对称电阻为实验对象,得到实验结果并给出了分析。