矩陣變換器及其在無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用研究.pdf

1、矩陣變換器屬于交交直接變換，省去了中間直流環(huán)節(jié)，能量可雙向流動，是一種新型結(jié)構(gòu)的“綠色”功率變換器。由能雙向?qū)ǖ碾p向開關(guān)組成，能同時(shí)提供正弦變化的輸入電流和輸出電壓，可實(shí)現(xiàn)輸出電壓幅值、頻率和網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)的獨(dú)立控制，越來越受到功率變換研究的關(guān)注。 無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能較好地實(shí)現(xiàn)變速恒頻發(fā)電，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的最大捕獲，且體積較小，可靠性較高。無刷雙饋電機(jī)是一種結(jié)構(gòu)特殊的異同步電機(jī)，沒有滑環(huán)和電刷，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固可靠，十分適合于風(fēng)電發(fā)電等惡

2、劣的工作環(huán)境。在無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，功率變換器僅與控制繞組相連接，通過相對小容量的雙向變頻裝置調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的頻率調(diào)節(jié)。因此由矩陣變換器控制勵磁的無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，是矩陣變換器的一個(gè)重要應(yīng)用方向。 論文研究分析了矩陣變換器和無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電的相關(guān)背景、研究情況、結(jié)構(gòu)和工作原理等。深入分析了矩陣變換器調(diào)制算法和換流方式兩個(gè)難點(diǎn)，對主要的調(diào)制策略進(jìn)行Matlab/Simulink建模和仿真，并運(yùn)用到實(shí)際研制樣機(jī)當(dāng)中。研究了無刷雙

3、饋發(fā)電機(jī)的控制方式、轉(zhuǎn)子速模型及變速恒頻發(fā)電的控制理論，得出矩陣變換器在無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電中應(yīng)用的要求。 為了進(jìn)一步研究矩陣變換器的原理，制作了一套功率為5kW的矩陣變換器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，搭建了矩陣變換器勵磁控制的無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電模擬實(shí)驗(yàn)平臺，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)測試。研究分析了矩陣變換器的原理結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)仿真、硬件設(shè)計(jì)制作、軟件編程控制等，并進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)工作，驗(yàn)證矩陣變換器設(shè)計(jì)的正確性以及在無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電中應(yīng)用的可行性，為矩陣變換器的實(shí)