Método de control magnético débil para el sistema de generador síncrono de imán permanente de alta velocidad

- Dec 19, 2018-

Método de control magnético débil para el sistema de generador síncrono de imán permanente de alta velocidad

En vista de la tendencia actual de desarrollo del sistema generador, este documento propone una estrategia de control basada en un sistema generador síncrono de imán permanente, que puede hacer que el sistema funcione en una región de mayor velocidad. En todo el proceso de inicio, la estrategia de control utiliza el bucle de corriente como el bucle interno, y el bucle de velocidad y el bucle de voltaje del bus se utilizan respectivamente como el bucle externo. Con el objetivo de ampliar el rango de velocidad de rotación, este documento se centra en un método de control magnético débil analítico simplificado y verifica la viabilidad del bucle de voltaje del bus bajo el método de control magnético débil. Finalmente, los resultados de la simulación muestran que la estrategia de control puede garantizar el funcionamiento esperado del sistema durante todo el proceso.

1. Introducción

En los últimos años, en los campos de la aviación, trenes de alta velocidad, vehículos eléctricos, barcos, etc., los generadores se han utilizado cada vez más, y gradualmente se han convertido en la parte central del sistema de generación de energía. El generador no solo asume el papel principal de la fuente de alimentación en la red eléctrica, sino que también desempeña el papel del motor primario de arranque por medio de la fuente de alimentación externa. Combinado con las dos funciones anteriores, el generador mejorará aún más la competitividad de su sistema de generación de energía en términos de peso y volumen. Este documento explora principalmente una estrategia de control basada en un sistema de generador síncrono de imán permanente y amplía el rango de cambio de velocidad durante la etapa de generación de energía en respuesta a las necesidades de desarrollo del sistema.

En general, cuando el generador está funcionando a alta velocidad, la tensión de salida del generador aumentará de manera correspondiente, por lo que la tensión de salida del terminal de bus de CC no se controla. Por lo tanto, se necesita un control magnético débil para ajustar el voltaje de salida del lado del generador. Los métodos tradicionales de control magnético débil incluyen principalmente el método analítico, el método de realimentación de voltaje, el método del ángulo de avance y el método de realimentación del tiempo de conmutación. Los tres últimos métodos utilizan el regulador PI en el proceso de generar el valor de referencia de la corriente del eje d, y el diseño de parámetros del regulador PI se vuelve más difícil en el rango de velocidad ampliado. Además, en este papel se utiliza el imán permanente de montaje en superficie. Como motor síncrono como generador, la expresión analítica utilizada en el método analítico se simplificará enormemente, por lo que para la investigación de este artículo, es más adecuado utilizar el método analítico para el control magnético débil.

Cuando el generador está funcionando a alta velocidad, entrará en la fase de generación de energía. Dependiendo de la estructura del sistema, la estrategia de control en este momento puede utilizar la corriente o el voltaje del bus de CC como la variable de control del bucle externo. El primero generalmente se usa cuando el sistema se ejecuta en paralelo con otras fuentes de alimentación. En este trabajo, solo se considera la operación independiente del sistema. Dado que este último tiene mejores características de salida de voltaje, el voltaje del bus se utiliza como la variable de control del bucle externo en la fase de generación de energía. En el siguiente documento, nos centraremos en la viabilidad de la tensión de circuito cerrado de la barra de bus cuando usemos el método de control de debilitamiento del campo analítico en el rango de velocidad ampliado.

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