交流同步电机矢量控制系统研究

能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题,风能作为一种清洁的可再生能源,已经受到世界各国的高度重视。交流同步电机在风力发电系统中有着广泛的应用。本文以1.5MW以上直驱式风电机组控制系统及模块化多重并联变流器的研制为研究背景,对交流同步电机的矢量控制系统进行了研究。 首先结合本文的课题背景,阐述了交流同步电机在风力发电系统中的应用,给出了直驱式同步电机风力发电系统的主电路结构,介绍了交流传动系统中电机的两种控制方法,矢量控制和直接转矩控制。 其次研究了交流同步电机及其控制技术。推导了交流同步电机的在两相同步旋转坐标系下的数学模型,建立了电机侧变流器的数学模型,并给出了交流同步电机矢量控制系统框图,对矢量控制技术的实现做了具体分析。 接着对同步电机无位置传感器控制技术做了研究,具体介绍了无位置传感器控制技术的方法及其实现难点和应对策略,并着重介绍了本文所使用的无位置传感器控制技术。 对交流同步电机矢量控制系统做了仿真研究。对电动和发电模式下的带位置传感器的矢量控制系统进行了仿真验证。同时,对发电模式下的无位置传感器矢量控制技术做了进一步的分析和仿真研究。最后,结合本文的课题背景,搭建了直驱式永磁同步电机风力发电系统的模型,进行了满功率的仿真验证。 搭建了交流同步电机矢量控制系统的实验平台,并基于DSP2812 C语言对同步发电机无位置传感器矢量控制技术进行了编程调试,同时,也对直驱式风力发电系统并网逆变器侧进行了小功率的实验验证,并对实验结果进行了分析。 最后对全文工作进行了总结,指出其中的不足和进一步的研究方向。