고속 영구 자석 동기 발전기 시스템의 약한 자기 제어 방법

고속 영구 자석 동기 발전기 시스템의 약한 자기 제어 방법

본 논문에서는 발전기 시스템의 발전 추세를 고려하여 시스템을 고속 영역에서 구동 할 수있는 영구 자석 동기 발전 시스템을 기반으로 한 제어 전략을 제안한다. 시동의 전 과정에서 제어 전략은 전류 루프를 내부 루프로 사용하고 속도 루프와 버스 전압 루프를 각각 외부 루프로 사용합니다. 이 논문에서는 회전 속도의 범위를 넓히기 위해 약한 자기 제어 방법을 간략히 설명하고 약한 자기 제어 방법에서 버스 전압 루프의 실행 가능성을 검증합니다. 마지막으로, 시뮬레이션 결과는 제어 전략이 전체 프로세스 동안 시스템의 예상 된 작동을 보장 할 수 있음을 보여줍니다.

1. 소개

최근 항공, 고속 열차, 전기 자동차, 선박 등의 분야에서 발전기가 점점 더 많이 사용되고 있으며 점차 발전 시스템의 핵심 부품이되었습니다. 발전기는 전력 계통에서 전원 공급 장치의 주요 역할을 담당 할뿐만 아니라 외부 전원 공급 장치를 통해 시동 원동력의 역할을 수행합니다. 위의 두 가지 기능과 결합하여 발전기는 중량 및 부피 측면에서 발전 시스템의 경쟁력을 더욱 강화할 것입니다. 본 논문에서는 주로 영구 자석 동기 발전기 시스템을 기반으로 한 제어 전략을 연구하고 시스템 개발 필요성에 대응하여 발전 단계에서 속도 변화 범위를 확대한다.

일반적으로, 발전기가 고속으로 운전 될 때, 발전기의 출력 전압은 그에 상응하여 상승 할 것이므로, DC 버스 단자의 출력 전압은 제어되지 않는다. 따라서 발전기 측의 출력 전압을 조정하기 위해서는 약한 자기 제어가 필요합니다. 기존의 약한 자기 제어 방법은 주로 분석 방법, 전압 피드백 방법, 리드 각 방법 및 스위칭 시간 피드백 방법을 포함합니다. 후자의 3 가지 방법은 d- 축 전류 기준값을 생성하는 과정에서 PI 레귤레이터를 사용하며, 넓은 속도 범위에서 PI 레귤레이터의 파라미터 설계가 더욱 어려워진다. 또한 본 논문에서는 표면 실장 형 영구 자석을 사용 하였다. 동기식 모터를 발전기로 사용하는 경우 분석 방법에 사용되는 해석식이 크게 단순화 될 것이므로이 백서의 연구에서는 약한 자기 제어를위한 분석 방법을 사용하는 것이 더 적합합니다.

발전기가 고속으로 작동하면 발전 단계에 들어갑니다. 시스템의 구조에 따라 제어 전략은 DC 버스 전류 또는 전압을 외부 루프 제어 변수로 사용할 수 있습니다. 전자는 대개 시스템이 다른 전원 공급 장치와 병렬로 실행될 때 사용됩니다. 이 논문에서는 시스템의 독립적 인 동작만을 고려한다. 후자는 더 나은 전압 출력 특성을 갖기 때문에 버스 전압은 발전 단계에서 외부 루프 제어 변수로 사용됩니다. 다음의 논문에서는 넓은 속도 범위에서 분석 장약 약화 제어 방법을 사용할 때 모선의 폐쇄 루프 전압의 실현 가능성에 초점을 맞출 것입니다.

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