Méthode de commande magnétique faible pour système générateur synchrone à aimant permanent à grande vitesse
Compte tenu de la tendance actuelle en matière de développement du système de générateur, cet article propose une stratégie de contrôle basée sur un système de générateur synchrone à aimants permanents, permettant au système de fonctionner dans une région à vitesse plus élevée. Dans tout le processus de démarrage, la stratégie de contrôle utilise la boucle de courant comme boucle interne, et la boucle de vitesse et la boucle de tension de bus sont respectivement utilisées comme boucle externe. Dans le but d’élargir la plage de vitesse de rotation, cet article se concentre sur une méthode analytique simplifiée de contrôle magnétique faible et vérifie la faisabilité de la boucle de tension du bus dans le cadre de la méthode de contrôle magnétique faible. Enfin, les résultats de la simulation montrent que la stratégie de contrôle peut assurer le fonctionnement attendu du système pendant tout le processus.
1. Introduction
Ces dernières années, dans les domaines de l'aviation, des trains à grande vitesse, des véhicules électriques, des navires, etc., les générateurs ont été de plus en plus utilisés et sont progressivement devenus l'élément central du système de production d'énergie. Le générateur assume non seulement le rôle principal de l’alimentation en énergie dans le réseau électrique, mais joue également le rôle du moteur principal à partir de l’alimentation externe. Combiné aux deux fonctions ci-dessus, le générateur améliorera encore la compétitivité de son système de production d’énergie en termes de poids et de volume. Cet article explore principalement une stratégie de contrôle basée sur un système de générateur synchrone à aimants permanents et élargit la plage de changement de vitesse pendant la phase de production d’électricité en réponse aux besoins de développement du système.
En général, lorsque le générateur fonctionne à une vitesse élevée, la tension de sortie du générateur augmente en conséquence, de sorte que la tension de sortie de la borne de bus CC n'est pas contrôlée. Par conséquent, le contrôle magnétique faible est nécessaire pour ajuster la tension de sortie du côté générateur. Les méthodes traditionnelles de contrôle magnétique faible comprennent principalement une méthode analytique, une méthode de rétroaction de tension, une méthode d’angle de fil et une méthode de rétroaction de temps de commutation. Les trois dernières méthodes utilisent le régulateur PI dans le processus de génération de la valeur de référence du courant de l'axe d, et la conception des paramètres du régulateur PI devient plus difficile dans la plage de vitesse élargie. De plus, l'aimant permanent monté en surface est utilisé dans ce document. Moteur synchrone en tant que générateur, l’expression analytique utilisée dans la méthode analytique sera grandement simplifiée. Il est donc préférable d’utiliser la méthode analytique pour le contrôle magnétique faible.
Lorsque la génératrice tourne à haute vitesse, elle entre dans la phase de production d’énergie. En fonction de la structure du système, la stratégie de contrôle à ce moment-là peut utiliser le courant ou la tension du bus cc en tant que variable de contrôle de la boucle externe. Le premier est généralement utilisé lorsque le système fonctionne en parallèle avec d'autres blocs d'alimentation. Dans cet article, seul le fonctionnement indépendant du système est considéré. Comme ce dernier présente de meilleures caractéristiques de sortie de tension, la tension de bus est utilisée comme variable de contrôle de la boucle externe dans la phase de production de puissance. Dans le document qui suit, nous nous intéresserons à la faisabilité de la tension en boucle fermée du jeu de barres lors de l’utilisation de la méthode de contrôle d’affaiblissement du champ analytique dans la plage de vitesse élargie.
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