基于矢量控制的矿井提升机交流双馈调速系统

第４４卷第１１期　２０１０年ｌ１月　电力电子技术　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｖｏ１．４４，Ｎｏ．１　１　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ　２０１０　

基于定子磁链的双馈电机矢量控制系统的研究　

戴　晖，沈锦飞　

（江南大学，江苏无锡２１４１２２）　

摘要：以双馈电机为研究对象，定性分析了其速度调节和功率因数调节的基本原理，从主电路拓扑结构、定向　

矢量选择、磁链观测器结构和原理、前馈解耦控制等方面对双馈调速系统进行了研究，搭建了定子磁链定向双　

馈调速系统仿真模型，验证了双馈电机调速的先进性。在基于ＴＭＳ３２０ＬＦ２８１２型ＤＳＰ的实验平台上．初步完成　

有速度传感器定子磁场定向矢量控制实验，实验结果证明了矢量控制的可行性与优越性　

关键词：双馈电机：矢量控制：数字信号处理　

中图分类号：ＴＭ３０１．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—１００Ｘ（２０１０）１１—００６２—０３　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｓｔａｔｏｒ－ｆｌｕｘ　Ｏｒｉｅｎｔｅｄ　Ｖｅｃｔｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌｅｄ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　

Ｄｏｕｂｌｙ　Ｆｅｄ　Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　Ｍｏｔｏｒ　

ＤＡＩ　ｈｕｉ．ＳＨＥＮ　Ｊｉｎ．ｆｅｉ　

（￣ａｎｇｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ　２１４１２２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｄｏｕｂｌｙ　ｆｅｄ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｍｏｔｏｒ（ＤＦＩＭ）ａｓ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＤＦＩＭ　ｓｐｅｅｄ　

ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｏｗｅｒ　ｆａｃｔｏｒ　ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ　ａ　ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅｌｙ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｓｏｍｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａ　ｍａｄｅ　ｏｎ　ＤＦＩＭ　ｓｐｅｅｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓ—　

ｔｅｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｔｏｐｏｌｏｇｙ，ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ｖｅｃｔｏｒ，ｆｌｕｘ　ｏｂｓｅｒｖｅｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｆｅｅｄ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｓｔａｔｏｒ・ｆｌｕｘ　ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ＤＦＩＭ　ｓｐｅｅｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｅｓｔａｂ—　

２０１２年第３期　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　ｏ科教前沿。　科技信息　

基于矩阵变换器的双馈电机控制系统的研究　

袁野赵裕聪王珂　

（中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州２２１００８）　

【摘要】本文以双馈电机作为控告ｌ对象，基于双馈电机定子磁链定向数学模型，采用矩阵变换器作为电机励磁单元。实施空间矢量调制　

建立仿真模型，选取电机转速作为最终的控制目标进行仿真。结果验证了该模型的合理性及控制策略的正确性和可行性　

【关键词】矩阵变换器：空间矢量调制：双馈电机：定子磁链定向　

Ｄｏｕｂｌｅ制Ｍｏｔｏｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｍａｔｒｉｘ　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　

ＹＵＡＮ　Ｙｅ　ＺＨＡ０　Ｙｕ—ｔｏｎｇ　ＷＡＮＧ　Ｋｅ　

（Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ　Ｊｉａｎｇｓｕ，２２１００８）　［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｄｏｕｂｌｙ—ｆｅｄ　ｍａｃｈｉｎｅ　ａｓ　ａ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｂｊｅｃｔ，ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｄｏｕｂｌｅ－ｆｅｄ　ｍｏｔｏｒ　ｓｔａｔｏｒ　ｆｌｕｘ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ，ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　

ｍａｔｒｉｘ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ａｓ　ａ　ｕｎｉｔ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｐａｃｅ　ｖｅｃｔｏｒ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ．Ｂｕｉｌｄ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌｓ，ｓｅｌｅｃｔ　ｔｈｅ　ｍｏｔｏｒ　ｓｐｅｅｄ　

ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｓ　ｔｈｅ　ｕｌｔｉｍａｔｅ　ｇｏａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｖｅｒｉｆｙ　ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｔｒａｔｅ￣ｅｓ．　

２０１０年第５期　河北煤炭　５ｌ　

矿井交琉琨升绕线宅讥变频凋逮系统　

胡桂林　

（开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司，河北唐山０６３１０９）　

摘要：矿井提升机是矿山企业的大型机电设备之一，目前，矿山交流提升系统普遍采用“异　

步电机＋转子串电阻加速＋高压接触器换向＋动力制动（或低频拖动）减速＋ＰＬＣ逻辑操作”的　

控制方式。在转子回路串入多级电阻，通过逐级切断电阻实现调速。此调速方式能耗大、运行　

效率低；调速性能差、可靠性低；机械冲击大，安全性差；控制方式陈旧、技术落后。采用交　

频调速系统将使不经济的工况运行转交为最佳的工况运行，控制精确、简洁，节能十分可观，　

同时也提高了系统的可靠性。　

关键词：交流；提升；绕线电机；变频　

中图分类号：ＴＤ５３４　文献标识码：１３　文章编号：１００７—１０８３（２０１０）０５—００５１—０３　

Ｔｈｅ　ｆｎ　ｌｕｅｎｃ￣ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｐｅｅｄ　ｇｕｌａｔｉｏｎ　ｙｓｌ　。ａｌｅｒｎａｔｉｎｇ　ｃｕｒｒｅｎｔｈｅ　Ｉｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｃｏｎｖｅｒｓｌｏｎ　ｓＤｅｅｄ　ｒｅｇｕｌａｕｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ａｔｔｅｍａｔｍｇ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　

ｌｉｆｔｉｎｇ　ｗｉｎｄｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　

ＨＵ　Ｇｕｉ—ｌｉｎ　

１　提升系统现状　２　系统改造思路　

范各庄矿业分公司副井提升机是传统的交流缠　

绕提升机，采用“绕线异步电机＋转子串电阻加速　

＋高压接触器换向＋动力制动减速”的控制方式。　

主电机功率８５０　ｋＷ；频率：５０　Ｈｚ；定子电压：　

６０ＯＯＶ；定子电流：１１０Ａ；转子电压：７００Ｖ；转　

子电流：７５０Ａ。　

绕线异步电机转子串电阻调速方式是主要的交　

流提升运行方式，这种方式结构及控制方式均简　

单，可在一定程度上满足提升系统的运行要求。但　

其存在的突出问题却不容忽视：　

（１）电机转差功率全部消耗于转子电阻回路　

中，而提升机有较长时间运行在低速重载的工况　

２０１１年０３月　

第１７卷第２期　内蒙古民族大学学报　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ　Ｍａｒ．２０ｌ１　

Ｖｏｌ－１７　Ｎｏ．２　

矢量控制在双馈异步　

风力发电系统中的应用　

徐占华　

（通辽风力发电有限公司，内蒙古通辽０２８０００）　

［摘要］介绍了矢量坐标变换技术，分析了矢量控制实现转矩和磁链解耦控制的基本原理，给出了矢量控制用　

于双馈异步风力发电系统时的控制算法和系统结构。　

［关键词］矢量控制；风力发电；双馈异步电机　

［中图分类号）ＴＫ８９　［文献标识码］Ａ　［文章编号］１００８—５１４９（２０１１）０２—００３２—０２　

１　引言　

由于矢量控制能够实现异步电机转矩和磁链的解耦，可以使异步电机获得和直流电机相媲美的调速性能，因此在异步　

电机变频调速系统中获得广泛应用，尤其在对调速性能要求较高的场合，矢量控制更是不可替代　１，２３。　

当今，能源和环境已经成为人类所面临的两大问题，包括太阳能发电、风力发电、地热发电等在内的新能源发电将逐步　

取代传统能源进行发电将是今后电力工业的发展趋势。　。风力发电则是目前新能源发电中技术较为成熟、成本相对较低、商　

业化发展前景比较看好的发电方式“　。风力发电技术包括恒速恒频发电和变速恒频发电两种方式，其中变速恒频风力发电　

系统一般采用永磁同步电机或者双馈电机作为发电机，转速调节范围宽，效率高，是目前风力发电技术的发展方向　］。由于　

双馈异步风力发电系统中功率变换器和转子相连，功率较小，效率较高，在大、中容量的风力发电系统中获得广泛应用。将　

矢量控制用于双馈异步风力发电系统中，可以实现发电机输出的有功功率和无功功率的独立调节，因此，在实现最大风能捕　

获的同时，还可以调节电网功率因数。　

本文介绍矢量控制在双馈异步风力发电系统中的应用。　

２双馈异步风力发电机矢量控制系统　

双馈异步风力发电机具有定、转子两套绕组，在结构上类似于普通的绕线式异步电机。在工作时，双馈电机的定子绕组