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飞轮储能控制系统的研究
作 者: 杨忠生
导 师: 高晗璎
学 校: 哈尔滨理工大学
专 业: 电气工程
关键词: 飞轮储能 直流无刷电机 PID控制 回馈制动
分类号: TP273
类 型: 硕士论文
年 份: 2014年
下 载: 28次
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内容摘要
能源作为现代工业的核心因素,影响着整个社会的发展。能源需求的多样性、可靠性、稳定性对于储能设备提出了更高的要求。飞轮储能作为一种新型的机械储能技术,具有较快的响应速度、较高的能量转换速率、无污染、以及寿命长等优点,目前,在风力发电、不间断电源(UPS)、电动汽车、航天技术等领域得到了广泛应用,有着广阔的发展前景和市场竞争力。本论文首先通过对飞轮储能系统(FESS)的原理、结构以及工作方式进行了详细的分析,根据能量转换的条件选取永磁直流无刷电机作为飞轮电机。设计了以意法半导体ST7FMC2S4T6单片机作为核心的控制系统,根据飞轮储能系统的工作原理,提出了充放电过程的控制方式,并采用MATLAB仿真软件搭建了系统仿真模型,最后对该控制方式进行了仿真实验。依据仿真数据进行了FESS软硬件设计。充电部分实现了电能向动能的转化,采用PAM调制和PWM调制方式相结合实现双向逆变,并对加速过程中的电机转速、电流进行双闭环控制。放电部分完成了动能向电能的转化,在放电过程中,PWM逆变电路停止工作,飞轮以自身的惯性拖动电机工作在发电状态,由于输出电压会随着转速的降低而降低,为保证输出稳定的直流电压,本设计中采用回馈制动的控制策略进行输出电压和电流的控制。最后,通过SPWM调制的逆变电路输出稳定的220V工频交流电。并通过实验验证了控制方法的可行性。
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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