Управление машиной двойного питания, генерирующей электроэнергию при переменной частоте вращения

Объекты исследования: системы генерирования электроэнергии на базе асинхронной машины с фазным ротором, работающей в режиме двойного питания при переменной частоте вращения вала, которые имеют релейно-гистерезисные системы формирования токов в обмотках машины. Цель: развитие систем генерирования электроэнергии на базе машины двойного питания с повышением энергоэффективности за счет применения новых схемных решений и совершенствования алгоритмов управления, обеспечивающих регулирование мгновенных значений тока ротора. Предложен способ управления машиной двойного питания, работающей в генераторном режиме с выработкой электроэнергии, отличающемся принципом формирования тока возбуждения в обмотке ротора с использованием релейно-гистерезисного регулирования мгновенных значений тока возбуждения с учетом изменения частоты вращения вала, и получены зависимости между регулируемыми и выходными переменными машины двойного питания. Определены рациональная структура и параметры системы рекуперации энергии в сеть на базе машины двойного питания, отличающейся наличием системы регулирования, вырабатывающей управляющие воздействия, позволяющие генераторной установке работать в зоне эффективной выработки электроэнергии. Предложен метод коррекции положения вектора тока ротора машины двойного питания, обеспечивающий повышение КПД генераторной установки, отличающийся учетом взаимного положения векторов токов статора и ротора и напряжения на выводах обмоток ротора, позволяющий регулировать соотношение между активной и реактивной составляющими вырабатываемой электроэнергии. Предложенная конструкция преобразователя частоты, питающего обмотку ротора, и алгоритмы управления обеспечивают снижение количества коммутаций в 3,4 раза, что способствует снижению потерь энергии на ключевых элементах инвертора и увеличению срока его эксплуатации. Результаты исследований внедрены в учебный процесс по направлению 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» Липецкого государственного технического университета, используются в ООО «ИнтерЭкоТехнологии» (г. Липецк), ПАО «НИПТИЭМ» (г. Владимир).