Cистема керування вітрогенераторною установкою на базі вентильного реактивного двигуна

Анотація

Робота присвячена розробці системи керування вітрогенератором з використанням вентильного реактивного двигуна. Пошук нових структур побудови силової частини та системи керування електромеханічних систем вітрогенераторних комплексів є актуальною задачею сьогодення. До найбільш розповсюджених варіантів побудови таких систем відносяться вітрогенератори на базі асинхронної машини з подвійним живленням і синхронні генератори з постійними магнітами. У першому випадку відсутня можливість повного керування потоком потужності, що передається до мережі, а у другому випадку основним недоліком є висока вартість такої електричної машини, що пояснюється використанням рідкоземельних матеріалів у її конструкції. Використання вентильної реактивної машини у якості генератора має суттєві відмінності у порівнянні з аналогічним використанням електричних машин, що базуються на створенні крутного моменту за рахунок сили Лоренца. Було розроблено математичну модель електромеханічної системи вітрогенератора з вентильним реактивним двигуном у середовищі Matlab/Simulink. Шляхом математичного моделювання було показано, що при зміні знаку момента навантаження машина не переходить самостійно в гальмівний режим, як це відбується у випадку інших електричних машин. Це створює значні складнощі у функціонування такої системи, оскільки перехід у гальмівний режим вимагає зміни керуючих впливів на вентильний реактивний двигун. Встановлено особливості функціонування вентильного реактивного двигуна в режимі рекуперативного гальмування. Визначено межі зміни кутів керування, що дозволяють отримувати максимальну кількість генерованої електричної енергії при зменшенні пульсацій гальмівного моменту машини. Розроблено структуру системи керування вентильним реактивним двигуном, що передбачає використання модифікованого регулятора швидкості, що виконує розділення свого вихідного сигналу на знакову функцію, що в подальшому використовується для вибору кутів керування перетворювачем, а також на абсолютну величину, що використовується при роботі алгоритму модуляції необхідної величини струму.