电力程序小学童
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【Simulink】飞轮储能系统的建模与MATLAB仿真（永磁同步电机作为飞轮驱动电机）

目录

​1 主要内容

2 结果分析

3 程序链接

​1 主要内容

该仿真为飞轮储能系统的建模，包括电网侧和电机侧两部分模型，仿真采用永磁同步电机作为飞轮驱动电机，通过矢量控制的方式对其发电和电动的工况进行控制，同时，配合双PWM整流器实现能量在电网侧与电机侧之间不断流动，其原理是利用了电机电感储存能量，再经由PWM整流器进行升压，实现能量回馈。该仿真采用两种模式，有丰富的理论资料，方便学习参考！

【Simulink】飞轮储能系统的建模与MATLAB仿真（永磁同步电机作为飞轮驱动电机）_第1张图片

  • 电网侧控制系统

SVPWM控制主要包括扇区判断模块、非零矢量作用时间计算模块、开关作用时间设定模块及PWM波生成模块等，形成的模块如下图所示。

【Simulink】飞轮储能系统的建模与MATLAB仿真（永磁同步电机作为飞轮驱动电机）_第2张图片

电网控制侧整体模型

通过逆变器模块、用于参数测量的电网参数测量模块、坐标变换模块、PI控制模块及SVPWM控制模块建立的电网侧矢量控制系统如下图所示：

【Simulink】飞轮储能系统的建模与MATLAB仿真（永磁同步电机作为飞轮驱动电机）_第3张图片

  • 电机侧模型

abc坐标系下电机模型：

封装永磁同步电机模型，加入坐标变换模块，可得abc坐标系下的电机模型。其中，定子三相电压和负载转矩为输入，转子转速、电磁转矩和定子三相电流为输出。

【Simulink】飞轮储能系统的建模与MATLAB仿真（永磁同步电机作为飞轮驱动电机）_第4张图片

电流和速度PI控制模块：

【Simulink】飞轮储能系统的建模与MATLAB仿真（永磁同步电机作为飞轮驱动电机）_第5张图片

【Simulink】飞轮储能系统的建模与MATLAB仿真（永磁同步电机作为飞轮驱动电机）_第6张图片

整体模块：

【Simulink】飞轮储能系统的建模与MATLAB仿真（永磁同步电机作为飞轮驱动电机）_第7张图片

  • 模型二

模型二将电网侧和电机侧进行了合并，并且增加了锁相环、电压控制等模块，具体模型见下图。

【Simulink】飞轮储能系统的建模与MATLAB仿真（永磁同步电机作为飞轮驱动电机）_第8张图片

2 结果分析

【Simulink】飞轮储能系统的建模与MATLAB仿真（永磁同步电机作为飞轮驱动电机）_第9张图片

在0.3s处，飞轮储能转速由314降低到200。

【Simulink】飞轮储能系统的建模与MATLAB仿真（永磁同步电机作为飞轮驱动电机）_第10张图片

该部分为电机转矩。

【Simulink】飞轮储能系统的建模与MATLAB仿真（永磁同步电机作为飞轮驱动电机）_第11张图片

该部分为电机转角。

【Simulink】飞轮储能系统的建模与MATLAB仿真（永磁同步电机作为飞轮驱动电机）_第12张图片

电机侧输出三相电流。

3 程序链接

 【Simulink】飞轮储能系统的建模与MATLAB仿真（永磁同步电机作为飞轮驱动电机）

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