开关磁阻发电机无传感器控制系统研究

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangliang19910125
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开关磁阻发电机具有结构简单,成本低,控制方式简单灵活等优点。开关磁阻发电机在风力发电领域的应用具有很大潜力,对解决能源和环保问题具有促进作用。因而对开关磁阻发电机控制系统的研究具有重要的意义。本文首先介绍了课题研究背景,详细介绍了开关磁阻发电机常用的控制方案,并分析比较各种控制方案的优劣以及其适用场景。介绍了开关磁阻发电机的各种无位置传感器控制方案,并对比分析各方案优缺点。然后介绍了开关磁阻发电机的电机模型以及其运行原理。对其非线性电感模型推导过程进行详细地说明。并对开关磁阻发电机运行过程中地损耗进行简单地分析。由于开关磁阻发电机的双凸极结构,非线性电感模型的系数随转子位置和相电流的变化而快速变化。在此基础上引入慢速变化参数对发电机的电感模型和电阻模型利用基于最小二乘法的参数识别技术进行校正,并通过仿真证明参数识别方案的有效性。在传统控制方案的基础上,设计了开关磁阻发电机全导通斩波控制,并实现了开关磁阻发电机的无位置传感器控制。全导通斩波控制适用于中低速的情况,同时具有保护功率器件和设备的作用。利用超螺旋滑模观测器设计了新的位置估算方案,仿真验证其相比于传统滑模观测器精度有大幅提升。搭建开关磁阻发电系统的实验平台,并设计发电运行的控制程序,利用实验进一步验证设计的控制方案的可行性,并模拟风力发电机的运行条件,实现发电系统对最大风力发电功率的跟踪。该论文有图40幅,表4个,参考文献73篇。
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