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摘要双馈电机（DFIG）是一种交流励磁电机，其定子绕组接入电网，双向变频器为转子绕组提供低频电流励磁。
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论文首先介绍了风力机的基本特性和双馈电机的运行原理和工作特点，分析了双馈电机的功率关系和流向。然后介绍了矢量控制的方法，利用坐标转换简化得到双馈电机同步坐标系上的数学模型。其次讨论了双馈电机的控制策略为转子电流定向的矢量控制，即在进行定子磁场定向后使转子电流垂直于定子磁链，进行转子电流定向。论文最后利用Matlab/Simulink软件搭建控制系统仿真模型，仿真结果证明该系统基本符合动态性能好、调速范围广的设计要求。30696
关键词 双馈电机 矢量控制 定子磁场定向 转子电流定向
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Study on the principle of the doubly-fed wind power generation system
Abstract
Doubly-fed machine is an AC excitation machine.Its stator winding accesses grid frequency,and bidirectional inverter provides low frequency current excitation to the rotor windings.The motor speed can be controlled by varying the frequency of the rotor excitation current.
This paper first introduces the basic characteristics of wind machines and the basic principle of doubly-fed machine，and analyses power relationships and flows of Doubly-fed machine.Secondly, by introducing vector control technology and using coordinate transformation,it simplifies mathematical model of doubly-fed machine on the synchronous coordinate system.Then the paper determines the control strategy for doubly-fed motor speed which is called rotor current Vector Control. It means that after making the stator field orientation, keeping the rotor current and stator flux perpendicular to each other to conduct rotor current orientation.
Finally, I use Matlab / Simulink software to establish vector control system simulation model, and simulation results show that the control system basically meets the design requirements of good dynamic performance and wide speed range.
Keywords the doubly-fed machine vector control the stator current orientation the rotor current orientation
目 次
1 绪论 1
1.1 课题的研究背景及意义 1
1.2 国内外风力发电的发展 1
1.3 风电技术的研究现状 2
1.4 本文的主要研究工作和内容 2
2 双馈风力发电系统的基本理论 4
2.1 风力机的基本特性及其建模 4
2.2 双馈发电机（DFIG）的基本理论 5
3 矢量控制技术及DFIG的数学模型 13
3.1 矢量变换规律 13
3.2 双馈电机的数学模型 17
3.3 矢量控制系统的基本思路 24
4 DFIG的矢量控制系统与仿真 27
4.1 DFIG转子电流定向的矢量控制 27
4.2 DFIG定子磁场定向的矢量控制 27
4.3 实现定子磁场定向后，DFIG内部变量间的关系 29
4.4 DFIG转子电流定向矢量控制系统的实现及仿真 30
结 论 41
致 谢 42
参考文献43
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
随着经济的快速发展和对能源需求的不断增加，不可再生能源的储存量越来越少, 能源危机越来越严重，已成为人类担忧的重大问题[1]。然而风能作为可再生能源具有安全、清洁的特点。它和化石能源的区别在于：风能无时无刻存在于我们身边，可以大量存储；利用风能来发电也不会像传统火力发电排放 及其他有害气体，风力发电不会污染大气层并加剧温室效应。如今全球可利用能源的开发中，风力发电的重要性仅次于水利发电。随着不可再生能源的减少造成价格的不断上涨以及过度开发造成自然环境的恶化，从环保节能和贯彻可持续发展战略的目标来看风力发电的优势便凸显出来，日益受到各国政府的重视。我国大部分地区具有丰富的风能资源和良好的发展前景，所以我们很有必要大规模发展风力发电。
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