基于異步電機改進矢量控制的交流電力測功機系統(tǒng)研究.pdf

1、電力測功機是一種新型的測功機，能夠將測功產生的能量返回到電網(wǎng)或與其他電動裝置形成能量循環(huán)，一方面可以實現(xiàn)節(jié)能，另一方面很大程度的提升了測功機系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)定性，是傳統(tǒng)測功機的理想替代品。
　　 本論文在分析了不同種類電力測功機特點的基礎上，提出了基于矢量控制技術的兩種交流電力測功機方案，分別為獨立式能量回饋型電力測功機系統(tǒng)方案和電封閉式電力測功機系統(tǒng)方案，這兩種方案中使用具有結構簡單、運行可靠等優(yōu)點的鼠籠式異步電機作為測功電

2、機。方案中均能夠將測試中所產生的能量進行回收利用，或者回饋到三相電網(wǎng)，或者返回到直流母線供被測電機使用，達到高效、節(jié)能的目的，具有很高的工程應用價值。
　　 兩種電力測功機方案中均采用“交—直—交”結構作為主電路。獨立式方案中為了實現(xiàn)能量雙向流、回饋電能的高功率因數(shù)，采用了三相PWM整流控制技術作為前級“交—直”轉換控制;對后級的“直—交”轉換控制采用基于轉子磁場定向的矢量控制技術來實現(xiàn);電封閉式方案中采用共直流母線結構，通過使

3、用基于矢量控制的雙機側模型來控制測功電機和被測電機，實現(xiàn)能量的循環(huán)利用。仿真和實驗結果驗證了這兩種方案的可行性。
　　 通過對異步電機傳統(tǒng)矢量控制方法的分析和研究，針對坐標變換后產生的交叉耦合電勢，所引起的電流內環(huán)的動態(tài)響應能力下降，從而使得轉矩、功率外環(huán)的控制性能下降的缺點，本文中通過分析交叉耦合電勢，將前饋解耦補償引入電流內環(huán)，并將耦合項的計算直接使用系統(tǒng)外環(huán)的給定值來獲得，進一步提高補償項的快速性，從而改善電流內環(huán)的動態(tài)響

4、應能力。同時針對矢量控制的雙環(huán)結構，本文使用模糊自適應PI調節(jié)器來代替系統(tǒng)外環(huán)的傳統(tǒng)的PI調節(jié)器，同時簡化了模糊規(guī)則表，使之易于數(shù)字實現(xiàn)，并通過尋找系統(tǒng)動態(tài)響應的最優(yōu)語義軌跡，來修正模糊規(guī)則表和隸屬度函數(shù)，從而獲得最快的轉矩、功率響應速度，有效的提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。
　　 由于電封閉式電力測功機系統(tǒng)中存的共直流母線結構，而突加、突減負載時均會引起母線電壓較大的波動，降低了直流母線電壓的穩(wěn)定性，本文研究了直流母線電壓波動對逆變器輸