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基于LabVIEW的永磁同步风力发电变流器控制系统研究

专家
2013-03-11 11:19:03    评分

  介绍:

       随着人类生存环境的持续恶化和能源危机的加剧,大力开发风能,太阳能等可再生能源越来越受到世界各国的重视。风力发电技术中的永磁同步风力发电系统具有结构简单,发电效率高以及运行可靠性好等 突出优点,成为将来风力发电发展的重要方向。工程实际中,普遍采用 DSP 作为风电变流器控制器,其成本低,速度快,但是使用 DSP 作为核心控制器开发周期长。因此,这里尝试使用基于 LabVIEW 的 PXI 实 时控制器作为风电变流器核心控制器,利用 PXI 控制系统的高可靠性和 LabVIEW 直观便捷的图形化编程方式,方便系统调试,缩短开发周期。实验数据表明,使用该控制系统的永磁风力发电模拟系统实现了最大风能跟踪,且电流谐波含量低,发电质量好,从而验证了控制系统的可靠性。

  应用方案: 本课题使用直流电机作为原动机模拟风力机运行,带动永磁同步电机运行在发电状态,其中永磁同步电机定子侧三相通过全功率变流器与电网相接。这里控制全功率变流器,即可实现风机的最大风能捕获和并网控制。变流器控制系统采用美国国家仪器公司的 PXI 控制器和数据采集模块,控制系统框图如图 1 所 示,系统由双控制器组成,一个为 Intel 的双核 CPU,也即 PXI-8108 RT 实时控制器;另一个为 Xilinx 公司的 FPGA,即 PXI-7854R FlexRIO 模块。

  


  此外,PXI 机箱扩展了两个 C 系列扩展槽,配置 6 块 NI 9239 模拟输入模块,用来采集电压电流等模拟信号。PXI-8108 RT 实时控制器本质上就是一台安装了实时操作系统的高性能电脑,所以对于浮点运算 和矢量控制等复杂算法,通常放在该处理器上处理;PXI-7854R 模块上的嵌入式 FPGA,可以方便配置输 入输出通道,且对于可靠性要求高的功能,如产生 PWM 驱动脉冲,也由 FPGA 负责产生。这样可以充分 利用 CPU 强大处理能力和 FPGA 高实时性和可靠性的优点。

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关键词: NI     LabVIEW     DSP     FPGA    

菜鸟
2013-12-15 09:14:00    评分
2楼

致贺下!!


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