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双定子无刷双馈风力发电系统的控制技术研究

摘要第5-7页
ABSTRACT第7-8页
符号第17-19页
缩写词第19-20页
第1章 绪论第20-36页
    §1.1. 课题研究背景第20-21页
    §1.2. 风力电发系统的发展状况及趋势第21-23页
        §1.2.1. 风力发电系统的传统结构第21-22页
        §1.2.2. 风力发电系统的最新进展和未来发展趋势第22-23页
    §1.3. 无刷双馈电机及其应用前景第23-27页
        §1.3.1. 无刷双馈电机的发展历程第23-25页
        §1.3.2. 无刷双馈电机的潜在应用前景第25-27页
    §1.4. 无刷双馈电机的控制策略第27-31页
        §1.4.1. 标量控制第27-28页
        §1.4.2. 矢量控制第28-30页
        §1.4.3. 直接转矩/功率控制第30-31页
    §1.5. 主要研究内容与论文结构第31-32页
        §1.5.1. 课题研究主要内容第31-32页
        §1.5.2. 论文结构第32页
    参考文献第32-36页
第2章 双定子无刷双馈电机及其建模与分析第36-60页
    §2.1. 引言第36页
    §2.2. 双定子无刷双馈电机的结构及工作原理第36-38页
    §2.3. 双定子无刷双馈电机动态建模第38-46页
        §2.3.1. 双定子无刷双馈电机的动态模型第38-43页
        §2.3.2. 双定子无刷双馈电机动态模型的数值仿真实现第43-46页
    §2.4. 双定子无刷双馈电机稳态分析第46-48页
        §2.4.1. 双定子无刷双馈电机的稳态模型第46-47页
        §2.4.2. 双定子无刷双馈电机的功率分析第47-48页
    §2.5. 基于等效电路的参数测量第48-51页
    §2.6. 双定子无刷双馈电机的运行方式第51-56页
    §2.7. 双定子无刷双馈电机的特性分析第56-59页
        §2.7.1. 交叉耦合特性第56-58页
        §2.7.2. 励磁特性第58-59页
    §2.8. 本章小结第59页
    参考文献第59-60页
第3章 双定子无刷双馈风力发电系统及其控制研究第60-74页
    §3.1. 引言第60页
    §3.2. 双定子无刷双馈独立运行风力发电系统第60-61页
    §3.3. 独立运行控制器的分析与设计第61-68页
        §3.3.1. 电压输出特性分析第61-63页
        §3.3.2. 励磁电流内环控制第63-64页
        §3.3.3. 电压外环控制第64页
        §3.3.4. 独立运行控制器第64-68页
    §3.4. 双定子无刷双馈风力发电系统的实验研究第68-72页
        §3.4.1. 双定子无刷双馈电机的性能验证第69-70页
        §3.4.2. 独立运行控制器的性能验证第70-72页
    §3.5. 本章小结第72页
    参考文献第72-74页
第4章 无刷双馈电机电流控制器的分析与设计第74-90页
    §4.1. 引言第74页
    §4.2. 无刷双馈电机矢量控制的基本原理第74-75页
    §4.3. 无刷双馈电机电流环模型及分析第75-78页
        §4.3.1. 电流环模型第75-76页
        §4.3.2. 电流环简化模型第76页
        §4.3.3. 电流环稳态分析第76-78页
    §4.4. 无刷双馈电机电流控制器设计第78-81页
        §4.4.1. 无刷双馈电机的电流环结构第78-79页
        §4.4.2. 无刷双馈电机传统电流控制器第79页
        §4.4.3. 无刷双馈电机改进电流控制器第79-80页
        §4.4.4. 电流控制器的闭环传递函数第80-81页
    §4.5. 电流控制器的性能分析第81-84页
        §4.5.1. 传统电流控制器稳定性分析第81页
        §4.5.2. 改进电流控制器稳定性分析第81-82页
        §4.5.3. 电流控制器的频域分析第82-83页
        §4.5.4. 参数不匹配情况下改进电流控制器的分析第83-84页
    §4.6. 控制性能验证第84-88页
        §4.6.1. 正弦响应第85-86页
        §4.6.2. 阶跃响应第86-88页
    §4.7. 本章小结第88页
    参考文献第88-90页
第5章 无刷双馈电机功率控制器的分析与设计第90-102页
    §5.1. 引言第90页
    §5.2. 无刷双馈电机的功率模型第90-92页
        §5.2.1. 无刷双馈电机的全阶状态空间方程第90-92页
        §5.2.2. 无刷双馈电机的功率模型第92页
    §5.3. 无刷双馈电机功率模型预测控制器设计第92-94页
    §5.4. 控制性能验证第94-100页
        §5.4.1. 仿真研究第94-96页
        §5.4.2. 实验研究第96-100页
    §5.5. 本章小结第100页
    参考文献第100-102页
第6章 虚拟功率模型预测同步并网控制器的分析与设计第102-114页
    §6.1. 引言第102页
    §6.2. 无刷双馈风力发电系统同步并网的基本原理第102-103页
    §6.3. 虚拟功率模型预测同步并网控制器的设计第103-108页
        §6.3.1. 基于磁链的状态空间方程第103-104页
        §6.3.2. 适用于并网发电运行模式的功率模型第104页
        §6.3.3. 适用于电网同步运行模式的虚拟功率模型第104-105页
        §6.3.4. 虚拟功率控制特性分析第105-107页
        §6.3.5. 虚拟功率模型预测同步并网控制器第107-108页
    §6.4. 控制性能验证第108-112页
        §6.4.1. 仿真研究第108-110页
        §6.4.2. 实验研究第110-112页
    §6.5. 本章小结第112页
    参考文献第112-114页
第7章 无刷双馈风力发电系统实验平台的软硬件设计第114-122页
    §7.1. 引言第114页
    §7.2. 系统实验平台第114-116页
    §7.3. dSPACE控制系统第116-117页
        §7.3.1. dSPACE控制系统的结构与特点第116页
        §7.3.2. dSPACE控制系统的软件执行第116-117页
    §7.4. 系统硬件设计第117-121页
        §7.4.1. 功率变换器主电路第117-118页
        §7.4.2. 驱动电路第118-119页
        §7.4.3. dSPACE接口电路第119页
        §7.4.4. 辅助控制及反馈电路第119-120页
        §7.4.5. 交流电压采样电路第120页
        §7.4.6. 交流接触器控制电路第120-121页
    §7.5. 本章小结第121页
    参考文献第121-122页
第8章 总结与展望第122-124页
    §8.1. 全文总结第122页
    §8.2. 课题展望第122-124页
附录A第124-134页
    A.1 励磁磁链模型(式(2–44)的推导过程)第124-125页
    A.2 空间向量到正弦相量的转换关系第125-126页
    A.3 控制绕组电流与功率绕组电流之间的复数传递关系(式(3–8)的推导过程)第126-127页
    A.4 功率绕组电压表达式(式(3–11)的推导过程)第127-128页
    A.5 功率绕组电流与控制绕组电流之间的复数传递关系(式(4–8)的推导过程)第128-129页
    A.6 控制绕组电流环模型(式(4–11)的推导过程)第129-130页
    A.7 矩阵A和B中的各元素表达式(式(5–9)的系数矩阵)第130-131页
    A.8 式(5–14)中的系数表达式第131-132页
    A.9 矩阵C中的各元素表达式(式(6–8)的系数矩阵)第132-133页
    A.10 式(6–14)中的系数表达式第133-134页
附录B第134-140页
    B.1 双定子无刷双馈电机设计参数第134-136页
    B.2 1 k W无刷双馈电机电气参数第136-137页
    B.3 20 k W无刷双馈电机电气参数第137-138页
    B.4 2 MW无刷双馈电机电气参数第138-140页
攻读博士学位期间取得的学术成果第140-142页
致谢第142页

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