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固緯電子電力電子教學小課堂 | 第三十三講: PEK-520模塊——永磁同步發電機型風電逆變器之最大風能捕獲

發布日期:2024-01-03  點擊次數: 41  作者:固緯電子

寫在前面的話

如今人民對的環保性大問題越加注重度,便于可回收能量的快速發展已經越來越迅速,中間自然風是 太陽系上蘊含著量多種多樣、便于的可回收能量,因為有體現了較高的建設和的環保性社會價值而受過廣注重度。風力帶帶并網火力發電由倆部排序成,即自然風轉入設備能和設備能應用為動能。前一本分按照風力機完整任務,將自然風轉入設備能;后一本分是將風力機應用的設備能進十步應用為動能,由帶帶發馬達完整任務。與眾不同的風力,高壓排煙風機都是會有長個與之各自的更優轉動速度,按照把控好帶帶發馬達組在更優轉動速度下運轉達到較大 耗油率工作輸出,是高壓排煙風機較大 自然風阻止研究探討的重要性。期數將采用PTS-5000把控好器磁懸浮軸承同步操作帶帶發馬達型風力發電升壓器按照接間轉動速度把控好達到較大 自然風阻止對其進行科學試驗英文研究分析,為英語老師提高相應的科學試驗英文與輔導資源英文學習。科學試驗英文模組PEK-520Lab6如1一樣。

圖一 PEK-190 PEK-520明顯風馴服實驗設計模組

PEK-520模組介紹:

PEK-520 為永磁同步發電機型風電逆變器(Maximum Power Point Tracking ofWTG),模組實物照片如圖1所示,主要三部分組成,分別為風機驅動器模塊,發電機驅動器與永磁同步馬達(含PMSM與PMSG)。該模組實驗目的是為使用者提供基于DSP控制的電力變換器學習平臺,即借助PSIM 軟件完成仿真和實驗。第一實驗者可以在PSIM上建立模擬(連續)仿真電路,以學習電力變換器的原理、分析和功能設計;第二將電力變換器的控制轉化去數字(離散)仿真部分,進行仿真研學;第三借助DSP芯片內部所具有的A/D轉化器、數據處理和PWM信號生成功能,再次進行數字(離散)仿真;第四通過PSIM之C代碼生成功能,將控制部分生成C代碼;最后將生成的C代碼下載于PEK-510的DSP之中,以備實物實驗。這樣設計的最大優點方便實驗者能夠快速完成DSP對變換器主電路的控制。
 進行實(shi)驗除需要PEK-520模組外,仍需配置永磁同步發電(dian)機機組、PEK-005A(輔(fu)助電(dian)源)和(he) PEK-006 (JTAG 下載器)等,并在PTS-5000的實(shi)驗平(ping)(ping)臺上完成,PTS-5000的實(shi)驗平(ping)(ping)臺如圖2所示。

PTS-3000 研究系統圖2 PTS-5000 的研究系統圖

永磁同步發電機型風電系統原理

遠程遙控的方式
在(zai)永(yong)磁(ci)同步風(feng)力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)系(xi)(xi)統(tong)主要包括風(feng)力(li)(li)機(ji)、直(zhi)驅永(yong)磁(ci)同步發(fa)(fa)電(dian)機(ji)、功率變(bian)換器。風(feng)力(li)(li)機(ji)(風(feng)機(ji))是捕獲風(feng)能并將其轉(zhuan)化為機(ji)械(xie)能的重要設備,傳(chuan)動系(xi)(xi)統(tong)將風(feng)輪與發(fa)(fa)電(dian)機(ji)連(lian)接起來,永(yong)磁(ci)同步發(fa)(fa)電(dian)機(ji)將風(feng)輪吸收的機(ji)械(xie)能轉(zhuan)為電(dian)能,PMSG風(feng)力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)控制系(xi)(xi)統(tong)實行電(dian)能變(bian)換。PMSG風(feng)力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)系(xi)(xi)統(tong)如圖3所(suo)示。

圖3 PMSG風力帶發電帶發電整體

永磁同步風力發電機最大風能捕獲控制
1.最大風能捕獲控制

工率-轉動速度相互關系線條右圖4。

圖4 風力發電冷水機組的公率-電機轉速的聯系弧線

圖中,V,V2,V3均用于表示風速,且V>vz>V3,0。用于表示發電機轉速,P用于表示風輪的輸出機械功率;P則用于表示發電機的最佳發電功率,通過連接每條轉速-機械功率曲線最佳風輪輸出功率點構成最佳發電功率曲線P(w。t),通過控制機組狀態量使得風電機組按照最佳發電功率曲線運行即為最佳風能捕獲。

巧用估測排排煙風機導出瓦數搜尋MPPT曲線擬合可獲排排煙風機時速操作命令,管理框圖5右圖:

圖5 風機轉速控制框圖
發電機系統控制框圖如圖6所示

圖6 電站機模式設定框圖

2.PMSG數學模型

不同坐標系下PMSG的物理模型如圖7所示。

圖7 不同坐標系下PMSG的物理模型
在dq軸同步旋轉坐標系下,永磁同步風力發電機數學模型定子電壓方程如下:

圖7 dq方位角系磁懸浮軸承發電站機的磁感應電動機扭矩式子為:

生產發交流接觸器傳動鏈控制系統對模型為:

其中,ua、u。為定子輸出電壓的dq_軸分量,i、i為定子輸出電流的dq_分量y為轉子永磁磁通,L、L和R分別為定子交直軸電感和電阻,n為發電機極對數,T為電磁轉矩,T為機械轉矩,B 為總粘性阻尼系數,J為總轉動慣量,ω為電機的電角速度,w.=nω ,ω為發電機轉速。本實驗用永磁同步發電機是10極永磁同步電機,因此電氣角速度是機械角速度的5倍。

3.電壓電流雙閉環控制策略

借助地理坐標轉換得知,爪極同時去發電廠機dg軸電阻會存在耦合電路項,要為用于全面實施把控好,應該去電阻的前饋賠賞,對三維旋轉后的電阻去前饋解耦賠賞,賠賞后能夠 的把控好途徑為:

解耦收納整理得:

用定子磁鏈方法定向分配操控,即使用d軸工作電流id為0,以致相結合效果瓦數能夠式:

即q軸電流可以控制發電機的電磁轉矩和輸出功率,由此,發電機的電磁轉矩和輸出功率可以由對發電機的g軸電流iq進行控制。在電壓電流雙閉環控制策略中,外環采用轉速環,內環采用電流環,控制策略可以表示為:

里面,kpd、kid、kpq、kiq分別表述dq軸工作電流內月環比例和積分的增加收益。

圖8 電壓電流內環d軸操作框圖

圖9 瞬時電流內環q軸把控好框圖
PSIM仿真
在PSIM搭建模擬仿真圖如圖7所示。仿真結果如圖10、11、12與圖13所示。

圖10 稀土永磁同樣自然風就可并網發同步電機最大化自然風就可獵取調整仿真軟件圖

圖11 實驗室仿真軟件最后圖

圖12 高壓離心風機端工率標志位與生產發減速機端輸出電壓工率

圖13 A相瞬時電流與排煙風機轉動速度

實驗:

當模組在無法前,控制系統做了葉片原始地理部位判斷謹防止調速調速變頻電動機轉反。依據仔細觀察調速調速變頻電動機推動器的定子交流電和調速調速變頻電動機時速而定,增強了原始地理部位判斷與無法后PMSM調速調速變頻電動機才可以紋理無法且達成給定時速2000RPM。按照淘寶客戶的選用需求,直流變壓器電的構思亦暫時代發展史衍生物出大多特俗功能性,那些功選用PTS5000已完成最適風發電抓取,其相連插頭接線處圖如圖是14表達。PSW160-7.2控制在線電壓為130V,交流電3A,將PSW電開起后,依序將PEK520-1開起,到最后將PEK520-2開起。能包括:

圖14 實驗設計插頭接線處圖
當風速改變時,風機的功率曲線隨之變化,最大功率點也會不同,將不同風速的最大點繪出一條最大功率曲線(MPPT),各風速下最大功率對應轉速如表1,通過改變風速觀察輸出功率是否保持在最大功率點上。

圖15 不一樣的風速等級下P-N擬合曲線
表1 不同風速下最大功率點的對應轉速

以空氣流速U取5概述,用示波器大測生產的風機額定功率為14.5W,發電量機轉速為691rpm:

圖16 風量為5時,來發調速電機轉數及軸流風機效率

結 論

由結果顯示可不可以能夠,當空氣流速轉變時,可以通過很大電最大功率追綜把控好,懂得調整火力發伺服電機轉動速度,以提升互聯網時代空氣流速之很大電最大功率點。