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由于交流勵磁發電機本身具備異步發電機的工作原理和工作特性,但是其本身又是超越傳統異步發電機的,因此它被廣泛的應用于變頻恒頻發電領域中,尤其適用于抽水蓄能發電和風力發電等特殊場所。在這些場所,采用勵磁控制系統能更好的解決發電機運行中存在的轉子與定子不穩定現象,保證發電安全與供電穩定。這里我們就目前發電工作中常用的雙PWM變化器作為交流勵磁發電機勵磁電源的發電形式進行分析,提出了其勵磁控制系統的實驗技術要點。
1、交流勵磁用雙PWM變換器概述雙PWM變化器是構成交流勵磁發電機勵磁控制系統的重要組成部分,它分為兩個不同的組成內容,是緊密連接形成的組合體系,一種是轉子變速控制的變換器,另外一個則是電網變換器,這兩個子系統在運行中相互配合、彼此銜接,從而對系統做出了兩種不同的分析模式。在具體工作中,這兩個方面分析包含了以下兩環節。1)在發電機運行狀態處于同步運行狀態的時候,轉子側面的變換器可以分為轉差功率和總電網數據庫兩個方面,這個時候轉子側面的變換器在整個勵磁控制系統中發揮整流作用,而電網側面的變換器則處于PWM逆變狀態。2)交流勵磁發電機在和運行中長期處于高速運行的狀態,且發電機本身的運行狀態則是異步狀態,工作于PWM逆變狀態的變換器則是轉子側面的變換器,而電網側面的變化器則發揮整流作用。轉子側面變遇亞輝哈爾濱電機廠責任有限公司換器是一個建立在直流側面電壓上的設施,其具體作用在于控制通過電網的變換器,且利用合適的轉子來滿足有關設計策略。
2、矢量控制技術矢量控制技術是過去發電機勵磁控制系統中一直未被重視的內容,但其作為交流傳動系統的解耦控制核心,將之合理的置放在交流勵磁發電機上不僅可以實現電機的充分解耦,而且保證電機運行的穩定性,同時更能讓發電機在輸出電壓、電流頻率上不受轉子速度和瞬時變動速度影響。這種控制技術的應用是將傳統的剛性約束控制技術轉變為柔性控制技術,從而創造出滿足發電機與變壓器雙方共同需求的高效率運行目的。目前,國內已經有不少發電單位采用了矢量控制技術,它在交流勵磁發電機的有功、無功解耦控制上效果明顯。這一技術的利用是采用定子磁場、定子電壓、定子定向的矢量控制,這因為勵磁控制模型在完成之后,定子端口有功、無功表達方式必然變得更加方便,從而增加了系統控制準確性和及時性。
3、基于全模糊控制器的交流勵磁發電機解耦勵磁控制在目前雙通道解耦勵磁控制模型、矢量控制技術的選用都是交流勵磁發電機控制中常見方法,這些方法的應用通常都建立在精確的數學模型基礎上,但受到發電機工作環境的特殊性、運行條件的復雜性影響,整個勵磁控制系統的精確性很難得到有效保障,這是因為他們在工作中對控制效果是按照發電機自身參數為前提探討的,而對于非線性、參數變動情況不加以考慮造成的。基于此,在交流勵磁發電機勵磁控制中應用模糊控制技可以實現良好的魯棒性和動靜態品質,而且它具有良好的控制性,不一控制對象的精確數學模型做依賴。
4、建立實驗系統由于目前的試驗系統中普遍采用了雙PWM控制器,這種控制器在電路控制上同原來核心控制組件相同,都是以電路的保護和驅動為核心的。因此在實驗之中首先選擇了轉子位置信號的采集新策略,在這里所選用的信號采集儀器包含了定子電壓、電流提供以及編碼器的選用幾個方面。而在轉子側面的轉換器信號驅動方面,無法直接得出相關的數據,因此大多都需要采用模糊控制計算方法和理論進行處理和控制。
二、結論
在本文的研究當中,我們深刻的發現交流勵磁發電機勵磁控制系統在全模糊控制器研究中有著突出的優越性,它在控制算法和系統控制方面都能通過簡單的機械控制實現,完全可以利用轉子的轉動速度、角度、位置和電壓來實現。總的來說,這種控制方法的在應用中優越性突出、使用價值明顯。
作者:遇亞輝 單位:哈爾濱電機廠責任有限公司