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1、定子雙繞組感應(yīng)發(fā)電機穩(wěn)壓控制策略及穩(wěn)態(tài)運行特性研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)學(xué)位)學(xué)生姓名：盧彬指導(dǎo)教師：韓力教授專業(yè)：電氣工程學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院二〇一五年五月TheStudyofSteadyVoltageControlandSteadyStateOperatingCharacteristicofDualStator-WindingInductionGeneratorAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDe
2、greeofEngineeringByLuBinSupervisedbyProf.HanLiSpecialty:ElectricalEngineeringSchoolofElectricalEngineeringofChongqingUniversityChongqing,ChinaMay2015中文摘要摘要定子雙繞組感應(yīng)發(fā)電機（DualStator-WingInductionGenerator，DWIG）作為一種新型感應(yīng)發(fā)電機，克服了傳統(tǒng)感應(yīng)發(fā)電系統(tǒng)中勵磁變換器容量大、諧波污染嚴重的問題，具有體積小、可靠性高、勵磁無功連續(xù)可調(diào)、易于維護等優(yōu)點，在獨立電源和
3、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，目前對DWIG的研究側(cè)重于DWIG帶整流橋負載時的穩(wěn)壓控制效果，缺乏對其運行特性及帶交流負載時的穩(wěn)壓控制效果與運行特性的研究。本文對DWIG帶不同類型負載時的穩(wěn)壓控制效果與運行特性兩方面開展研究。首先，簡要介紹了DWIG及其系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理；其次，從DWIG三相ABC軸系下的電壓方程出發(fā)，詳細推導(dǎo)了其兩相靜止軸系下的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，并采用MATLAB的S函數(shù)編寫了DWIG內(nèi)核，進而構(gòu)建了仿真模型；第三，詳細分析了DWIG穩(wěn)壓控制機理，闡述了滯環(huán)電流控制策略的基本原理，并提出了基于三狀態(tài)優(yōu)化開關(guān)表的直接功率控制策
4、略（改進的直接功率控制策略）；第四，針對DWIG帶整流橋負載，分別采用滯環(huán)電流控制策略與改進的直接功率控制策略，對其建壓及在轉(zhuǎn)速變化、負載突變等情況下的穩(wěn)壓控制效果進行了研究，并對其空載調(diào)節(jié)特性、速率特性、負載調(diào)節(jié)特性、效率特性進行了分析，進而對比分析了DWIG在兩種控制策略下的穩(wěn)壓控制效果；最后，針對DWIG帶交流負載，采用滯環(huán)電流控制策略，對其建壓及在不同負載功率因數(shù)情況下轉(zhuǎn)速變化、負載突變時的穩(wěn)壓控制效果進行了研究，并對其運行特性進行了分析，進而對比分析了DWIG帶整流橋負載與帶交流負載時的穩(wěn)壓控制效果。結(jié)果表明，滯環(huán)電流控制策略與改進的直接功率控制策
5、略均能有效地對DWIG系統(tǒng)進行穩(wěn)壓控制，實現(xiàn)維持其功率繞組側(cè)與控制繞組側(cè)電壓在不同運行工況下穩(wěn)定的目的；滯環(huán)電流控制策略的動態(tài)與靜態(tài)穩(wěn)壓效果均優(yōu)于改進的直接功率控制策略，但其定子電流波形質(zhì)量不及后者；DWIG的效率與控制繞組電流的性質(zhì)取決于轉(zhuǎn)速、功率繞組的負載大小與性質(zhì)；DWIG帶交流負載發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)壓效果不及DWIG帶整流橋負載發(fā)電系統(tǒng)，但前者靜態(tài)穩(wěn)壓效果優(yōu)于后者，且定子電流波形質(zhì)量顯著優(yōu)于后者，尤其在低速情況下。本文的研究工作為DWIG帶不同類型負載運行時的穩(wěn)壓控制效果與運行特性分析提供了理論支撐，為促進DWIG的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：定子雙繞
6、組感應(yīng)發(fā)電機，滯環(huán)電流控制，改進的直接功率控制，穩(wěn)壓特性，運行特性I英文摘要ABSTRACTAsanovelinductiongenerator,DualStator-WindingInductionGenerator(DWIG)overcomestheproblemsoftraditionalinductiongenerationsystem,suchaslargecapacityofexcitationconverter,seriousharmonicpollution.Ontheotherhand,DWIGhastheadvantagesofsmall
7、volume,highreliability,abilityofregulatingexcitationreactivepowercontinuouslyandeasymaintenanceetc.Therefore,DWIGhasabroadapplicablefieldsonindependentpowersupplyandwindpowergenerationsystem.However,theresearchesaboutDWIGaremainlyfocusedonthesteadyvoltagecontroleffectswithrectifier
8、load.Theoperatingcharacter
