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随着能源和环境问题的日益加重,清洁能源发电技术已在各个国家备受关注。双馈式风力发电机由于能够变速运行、励磁变频器仅处理转差功率,具有体积小、重量轻、成本低等优点,因而成为工业应用最广泛的变速恒频风力发电机型。为转子提供励磁电流的网侧整流器,是双馈风力发电系统的关键部分,但目前仍存在单位功率因数运行的问题。
本论文研究的变速恒频风力发电技术中双馈机网侧整流器,实质上是一种PWM整流器。文中首先论述了风力发电技术的发展现状和PWM整流器的概述。其次,通过研究双馈风力发电机网侧整流器的工作原理,建立其在三相静止坐标和两相旋转坐标系下的数学模型,根据模型确定了电压电流双闭环的控制策略。再次,采用TI公司的DSPTMS320F2812数字处理器作为主控制器,以日本三菱的IPM智能功率模块为功率桥,设计采样调理电路和IPM的驱动保护电路,搭建一个DFIG网侧整流器的硬件平台。最后,应用DSP相关软件CCS3.3进行编程,实现网侧电压定向的双闭环控制算法。硬件实验表明:此PWM整流器可单位功率因数整流和逆变运行,并能很好的跟踪直流侧给定电压。
此次采用DSP和IPM模块搭建的网侧整流器,电路简单、控制精度高,实现了变流器的数字化控制。