《国之重器出版工程 航改微型燃气轮机发电系统》求取 ⇩

第1章概述1

1.1微燃机发电技术的国内外研究现状2

1.1.1 微燃机发电系统的拓扑结构2

1.1.2 国外发展状况及趋势4

1.1.3 国内发展现状6

1.2电控系统的主要问题与关键技术7

1.2.1 电控系统结构及性能要求8

1.2.2 高速永磁电机的启动控制技术9

1.2.3 冲击负载问题11

1.2.4 系统功率平衡问题13

1.2.5 系统全工况稳定性问题15

1.2.6 系统效率问题17

1.2.7 集成扩容并网控制技术18

1.2.8 离网运行混合型负载供电技术20

第2章微燃机发电系统结构及工作机理23

2.1基于超级电容储能的发电系统架构24

2.1.1 系统架构24

2.1.2 基于超级电容储能的功率补偿原理25

2.2微燃机本体组成27

2.2.1 压气机27

2.2.2 透平27

2.2.3 燃烧室27

2.2.4 回热器28

2.2.5 高速轴承28

2.2.6 微燃机控制器29

2.3高速电机31

2.3.1 高速电机的关键技术31

2.3.2 高速永磁同步电机的转子损耗32

2.3.3 永磁同步电机系统效率优化35

2.4功率变换器37

2.4.1 高速永磁同步电机的PWM整流器37

2.4.2 微燃机发电系统的控制策略41

2.4.3 基于超级电容的分布式发电系统43

2.4.4 微燃机系统功率控制45

2.5微燃机发电系统瞬时功率流分析48

2.5.1 能量转换过程48

2.5.2 瞬时功率流49

第3章微燃机发电系统非线性数学建模52

3.1微燃机非线性数学模型53

3.1.1 静态数学模型54

3.1.2 动态数学模型58

3.1.3 模型实例化及仿真实现60

3.1.4 模型验证62

3.2PMSM动态数学模型69

3.2.1 三相静止坐标系下的数学模型70

3.2.2 两相静止坐标系下的数学模型70

3.2.3 dq旋转坐标系下的数学模型71

3.2.4 xy坐标系下的数学模型73

3.3 基于变换器开关函数的统一数学模型74

3.4电功率变换系统瞬时功率模型78

3.4.1 永磁同步电机与PWM整流器的一体化模型78

3.4.2 超级电容储能单元模型80

3.4.3 逆变器模型81

第4章微燃机发电机组的状态反馈控制及效率提升84

4.1微燃机全工况状态反馈强鲁棒性控制85

4.1.1 控制系统结构85

4.1.2 全工况固定收敛特性状态观测器88

4.1.3 全工况固定收敛特性状态反馈控制律90

4.1.4 仿真验证91

4.2微燃机效率优化控制94

4.2.1 效率优化条件94

4.2.2 效率优化控制方法及仿真分析97

4.2.3 效率优化对状态反馈控制的影响100

第5章基于MTPA的直接转矩启动控制104

5.1 启动系统介绍105

5.2 启动子系统直接转矩控制策略的机理106

5.3启动子系统设计的关键技术111

5.3.1 定子电阻的影响与补偿111

5.3.2 转子速度检测与初始磁链的判断112

5.3.3 转矩角的准确计算114

5.4启动子系统实现MTPA的优化设计115

5.4.1 磁链参数的给定与定子电流的关系115

5.4.2 MTPA控制与磁链自调节118

5.5 系统实现与实验结果122

第6章永磁同步电机瞬时功率控制及效率优化123

6.1永磁同步电机瞬时功率控制124

6.1.1 瞬时功率控制系统结构124

6.1.2 滑模观测器锁相环转子位置检测124

6.1.3 瞬时功率检测及控制126

6.1.4 仿真分析128

6.2开关频率对功率环节的影响与系统效率的优化132

6.2.1 基于Simplorer的功率系统电流谐波分析132

6.2.2 基于Maxwell 2D的电机涡流损耗分析135

6.2.3 开关器件的损耗与系统效率的优化137

第7章基于直接功率控制的并网变换器设计140

7.1基于直接功率控制的并网变换器机理分析141

7.1.1 并网变换器的结构及数学模型141

7.1.2 直接功率控制的基本思想143

7.2PWM并网变换器相关控制技术的改进144

7.2.1 虚拟磁链的引入144

7.2.2 基于微网电压幅值波动的磁链观测器设计146

7.2.3 瞬时功率计算和Bang-Bang功率控制的改进149

7.3功率前馈型改进虚拟磁链观测器直接功率并网策略150

7.3.1 功率前馈型IVF-DPC机理150

7.3.2 基于虚拟磁链的功率前馈型直接功率控制仿真研究152

7.3.3 实验研究154

第8章离网运行三相四桥臂变换器的研究157

8.1 三相四桥臂变换器的工作原理158

8.2基于单周控制的双闭环控制策略163

8.2.1 离网运行三相四桥臂变换器的总体结构163

8.2.2 基于单周控制的四桥臂逆变电压信号生成方法165

8.2.3 双闭环系统控制策略168

8.3系统仿真与分析172

8.3.1 稳态仿真172

8.3.2 动态仿真176

第9章冲击性负载辨识与瞬时功率补偿179

9.1无补偿发电系统冲击性负载特性180

9.1.1 微燃机控制系统输出功率特性180

9.1.2 PWM整流器功率传输特性181

9.1.3 负载冲击扰动时系统响应的时域分析185

9.2冲击性负载辨识186

9.2.1 逆变器功率传输特性186

9.2.2 负载辨识及其直流端等效187

9.3瞬时功率快速补偿控制188

9.3.1 补偿控制系统结构188

9.3.2 瞬时功率跟踪控制189

9.3.3 微燃机输出功率预测方法190

9.3.4 瞬时功率补偿控制器设计191

9.3.5 仿真分析194

第10章基于超级电容储能的冲击补偿实验模拟198

10.1 实验系统物理模拟等效方法199

10.2模拟实验系统构建203

10.2.1 系统结构203

10.2.2 微燃机冲击负载时输出特性模拟204

10.2.3 微燃机启停模型及模拟207

10.3补偿系统瞬时功率控制实验212

10.3.1 冲击加载瞬时功率快速补偿212

10.3.2 冲击减载瞬时功率快速吸收215

参考文献218

名词索引244