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　　變速恒頻雙饋風力發(fā)電機控制系統(tǒng)研究代洪濤，鄒秋瀅，林成武（沈陽工業(yè)大學信息科學與工程學院，遼寧沈陽110023）本控制技術。

　　315：A變速恒頻雙饋發(fā)電機是集空氣動力、電機制造、液壓傳動、電力電子技術、計算機控制技術為一體的新型風力發(fā)電機。該種風力發(fā)電機的核心技術是基于電力電子和計算機控制技術的控制系統(tǒng)設計。因此本文對VSCF雙饋風力發(fā)電機的控制系統(tǒng)及其相應的控制技術進行了研究，并給出了部分。基于8XC196MC的微機控制系統(tǒng)如所示。主要由8XC196MC芯片，PC機通信模塊，PWM信號驅(qū)動及隔離模塊，傳感器輸出信號處理模塊，狀態(tài)監(jiān)控及故障處理模塊，顯示、鍵盤模塊及繼電器控制模塊等組成。

　　在低于同步速時，波形發(fā)生器WG直接輸出三相6路互補的PWM控制信號，經(jīng)IR2132模塊AAAAAAA\八八八亞同步速同步：超同步速同步速過渡時轉(zhuǎn)子饋入的交流勵磁電流波形Fig.4Wavformofrotorcurrent驅(qū)動控制發(fā)電機轉(zhuǎn)子側的變流器I，產(chǎn)生相應頻率、幅值的勵磁電流。在同步速附近和超同步速一小段速度范圍內(nèi)，為做到系統(tǒng)穩(wěn)定運行且讓饋入反相序的勵磁電流平滑連續(xù)，則可向轉(zhuǎn)子饋入超低頻的交流電，也可饋入直流電。在超同步速時，轉(zhuǎn)子發(fā)出的電勢經(jīng)升壓斬波，由變流器逆變回饋入電網(wǎng)。

　　3實驗結果分析1變速恒頻控制根據(jù)風力機轉(zhuǎn)速的變化相應地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子勵磁電流的頻率，使雙饋發(fā)電機輸出的電壓頻率與電網(wǎng)保持一致，即恒頻控制。的控制系統(tǒng)采用LMA- 200BM-C05E光電編碼器，每轉(zhuǎn)輸出2 000個脈沖信號，若電機的極對數(shù)2，定子電壓頻率fi=50Hz，kp是單片機計數(shù)器在每10ms所記入的矩形脈沖數(shù)，則轉(zhuǎn)子勵磁電流頻率f2與kp的數(shù)學關系為◎低于同步速時饋入轉(zhuǎn)子的。電流頻率為。nk 2）超同步速時饋入轉(zhuǎn)子的電流頻率為是雙饋發(fā)電機低于同步速運行，并且輸出電壓開環(huán)控制時，轉(zhuǎn)子電流頻率隨轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的波形，實現(xiàn)雙饋發(fā)電機的變速恒頻控制。

　　3.2三態(tài)轉(zhuǎn)換控制VSCF雙饋發(fā)電機的轉(zhuǎn)速在亞同步速、同步速以及超同步速相互轉(zhuǎn)換時，不但要改變轉(zhuǎn)子勵磁電流的相序，而且在同步速附近饋入的勵磁電流是超低頻的交流電，因此增加了控制的難度。為在同步速附近饋入交流勵磁時轉(zhuǎn)子電流波形，基本上做到了使轉(zhuǎn)子勵磁電流平滑連續(xù)過渡。

　　3.3并網(wǎng)實驗分析VSCF雙饋發(fā)電機并網(wǎng)時，需使發(fā)電機定子側發(fā)電電壓與電網(wǎng)電壓嚴格做到同頻率同相位同幅值，否則將產(chǎn)生嚴重的危害后果。是并網(wǎng)前后，發(fā)電機定子側的電壓電流波形圖，上半部分為電壓波形，下半部分為電流波形。左半部分為并網(wǎng)前電壓、電流波形，右半部分為并網(wǎng)后電壓、電流波形。由可見，由于并網(wǎng)后有功功率沒有閉環(huán)控制，因而電流波形出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象。

　　4結論本文采用8XC196MC單片機為控制核心的變速恒頻雙饋風力發(fā)電機控制系統(tǒng)，對變速恒頻雙饋風力發(fā)電機的基本控制技術進行了研究。實現(xiàn)了變速恒頻運行；亞同步速、同步速和超同步速三種運行狀態(tài)的平滑轉(zhuǎn)換和并網(wǎng)控制。實驗表明，本控制系統(tǒng)的設計是合理的，并為雙向變流和在不同運行狀態(tài)下的有功功率調(diào)節(jié)及相應控制策略的研究打下基礎。