異步電機起動-發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著電力電子技術及電機控制技術的迅速發(fā)展，由電力電子變換器控制的異步電機實現起動/發(fā)電雙功能已成為可能。采用異步電機起動/發(fā)電雙功能系統(tǒng)作為飛機、汽車、坦克戰(zhàn)車、輪船等運動載體的電源系統(tǒng)正成為當今國際上的一個研究熱點。 在分析發(fā)動機起動轉矩特性的基礎上，比較了異步電機的幾種起動方案。對異步電機起動/發(fā)電系統(tǒng)，為兼顧起動和發(fā)電雙方的要求，提出了系統(tǒng)綜合設計技術。深入研究比較了三角形連接與星形連接的電機中直接轉矩控制的異同，比較了兩

2、種連接方法起動的優(yōu)缺點。研究了兩種有效可行的異步電機起動電流限制方案。 深入研究了瞬時轉矩控制的異步發(fā)電系統(tǒng)的建壓過程，分析了建壓過程的影響因素。采用瞬時轉矩控制策略的異步發(fā)電系統(tǒng)中，所發(fā)矢量對磁鏈和轉矩控制作用的不均勻導致電流過沖的出現，提出在每個非零電壓矢量所發(fā)的周期中間平均插入一個短時間的零電壓矢量來限制電流過沖，使系統(tǒng)順利建壓運行。提出了瞬時轉矩控制策略下異步發(fā)電系統(tǒng)的電壓泵升控制方案，即借鑒BOOST變換器的工作原理，

3、利用宏觀上零電壓矢量作用時電機繞組電感積蓄能量，非零電壓矢量作用時，原動機輸入能量和電機繞組電感積蓄的能量一起向外輸出的特點，通過調節(jié)零電壓矢量和非零電壓矢量的作用時間之比，實現直流母線輸出電壓的泵升。研究了功率開關緩沖電路的原理與設計方法。對中功率異步發(fā)電系統(tǒng)進行了全面的性能測試。 提出充分利用系統(tǒng)中變換器可快速控制定子磁鏈轉速的特點，改變電磁轉矩的方向，實現起動到發(fā)電的平滑轉換，詳細介紹了轉換過程控制方案。建立了異步電機起動

4、/發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型，對起動/發(fā)電轉換進行了全過程仿真，仿真獲得實驗驗證，實現了異步電機起動/發(fā)電雙功能。 對多年來國內外三相變頻驅動系統(tǒng)中逆變器的故障診斷與容錯技術進行了總結與比較，指出了各種方式的優(yōu)缺點，并提出今后的研究方向。 對采用直接轉矩控制的異步電動系統(tǒng)與采用瞬時轉矩控制的異步發(fā)電系統(tǒng)的最常見故障進行了故障工況分析，為進一步進行故障診斷打下基礎。 對采用直接轉矩控制技術的異步電動系統(tǒng)，研究了兩種有效可行

5、的容錯方案。方案一系統(tǒng)成為四開關兩相運行系統(tǒng)，方案二系統(tǒng)成為四開關三相運行系統(tǒng)，提出了兩種四開關系統(tǒng)直接轉矩控制中磁鏈和轉矩的控制方案。 對采用瞬時轉矩控制的異步發(fā)電系統(tǒng)進行了容錯研究，系統(tǒng)容錯后成為四開關三相異步發(fā)電系統(tǒng)，研究了四開關三相異步發(fā)電系統(tǒng)瞬時轉矩控制策略的實現方法。為提高容錯型四開關三相異步發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，進行了基于空間矢量調制的瞬時轉矩控制研究，提出了包含磁鏈與轉矩變化趨勢與大小信息的電壓參考矢量生成方法；針