直驅永磁同步風力發(fā)電機三電平變流器直接轉矩控制研究.pdf

1、風能作為一種可再生能源，是一種取之不盡用之不竭的綠色環(huán)保型能源，它的開發(fā)利用對于減少礦物資源的消耗和減小環(huán)境污染有著十分重要的意義。直驅永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)采用永磁同步發(fā)電機與風力機直接相連，減少了齒輪箱等變速環(huán)節(jié)，提高了系統(tǒng)的可靠性并降低了噪聲，具有低速性能好、發(fā)電效率高等優(yōu)點，從而得到了廣泛的應用。
　　為了充分利用風能，在額定風速以下，風力發(fā)電系統(tǒng)通常根據風速的變化實時調節(jié)風力機的轉速，獲得最佳葉尖速比，實現最大風能跟蹤。矢

2、量控制作為交流電機的一種有效控制策略，具有動態(tài)性能好等優(yōu)點，但是其對電機參數依賴性較大，并且需要進行一系列的坐標變換，算法復雜。而直接轉矩控制策略具有算法簡單、對電機參數依賴性小、動態(tài)響應快等優(yōu)點。為此本文圍繞永磁同步風力發(fā)電機直接轉矩控制開展研究。
　　首先，建立了直驅永磁同步風力發(fā)電機的數學模型，并對永磁同步風力發(fā)電機工作原理及直接轉矩控制策略進行了分析研究。由于直接轉矩控制存在轉矩脈動較大的問題，本文提出了基于轉矩和磁鏈預測

3、的直驅永磁同步風力發(fā)電機直接轉矩控制策略，通過對下一時刻的轉矩和磁鏈預測，計算出需要補償的電壓矢量。仿真結果表明該控制策略能夠實現最大風能跟蹤，并且轉矩脈動大大降低。
　　其次，分析了三電平變流器中點電壓不平衡所產生的原因及其危害，討論了各種開關矢量對中點電位的影響。在此基礎上，提出了基于小矢量作用時間調整的中點電位平衡控制策略，有效地抑制了小矢量所產生的中點電位波動，但此控制策略無法抑制中矢量引起的中點電位波動。為此，提出了基于