Development of vector control system of DFIG using graphically programmed DSP

• Autorzy: Drabek T. , Lerch T. , Słonka S.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.03.37

Warianty tytułu

PL

Opracowanie systemu sterowania wektorowego generatora DFIG z wykorzystaniem graficzne programowego procesora DSP

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The vector control of AC electric machines, due to the large number of real-time calculations, is carried out using signal processors. This paper presents the implementation of vector control of doubly fed induction generator using Texas Instruments TMS320F2812 signal processor. The microcontroller has been programmed in a graphic way using MATLAB-Simulink. It performs all the control, including support for the user interface and PWM modulation of inverter output voltages power the DFIG rotor. Implementation was preceded by the appropriate simulations, using the target microcontroller programming blocks. The whole DFIG system has been tested in laboratory conditions using induction machine with a power rating of 10 kW. The tests confirmed the full functionality of the method of programming.

PL

Sterowanie wektorowe maszyn elektrycznych prądu zmiennego, ze względu na dużą liczbę obliczeń koniecznych do wykonania w czasie rzeczywistym realizuje się obecnie na procesorach sygnałowych. W tym artykule przedstawiono implementację wektorowego sterowania mocami generatora MDZ na mikrokontrolerze sygnałowym Texas Instruments TMS320F2812. Mikrokontroler został zaprogramowany w sposób wyłącznie graficzny, z użyciem pakietu MATLAB-Simulink. Realizuje on całość sterowania, łącznie z obsługą interfejsu użytkownika i modulacją PWM napięć wyjściowych falownika zasilającego wirnik MDZ. Implementacja była poprzedzona odpowiednimi symulacjami, z wykorzystaniem docelowych bloków programowych mikrokontrolera. Cały układ MDZ został przetestowany w warunkach laboratoryjnych, z maszyna indukcyjną o mocy znamionowej 10kW. Przeprowadzone testy potwierdziły pełną funkcjonalność zastosowanej metody programowania.

Słowa kluczowe

EN

double-fed induction machine; DSP; graphical programming

PL

maszyna dwustronnie zasilana; programowanie graficzne; DSP

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 3
• Strony: 154--157
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Drabek T.

• Akademia Górniczo- Hutnicza, Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Lerch T.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Słonka S.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Chen Z, Blaabjerb F. Wind energy – the worlds fastest growing energy source. IEEE Power Electron. Soc. Newslett. 2006; 3: 15–19.
• [2] [2] Muller S, Deicke M, De Doncker RW. Doubly fed induction generator systems for wind turbines. IEEE Ind. Appl. Mag. 2002; 3: 26–33.
• [3] Datta R, Ranganathan VT. Variable-speed wind power generation using doubly fed wound rotor induction machine – acomparison with alternative schemes. IEEE Trans. Energy Convers. 2002; 3: 414–421.
• [4] Tazil M, Kumar V, Bansal RC. Three-phase doubly fed induction generators: an overview. IET Electric Power Applications 2010; 4: 75–89.
• [5] Bogalecka E, Krzeminski Z. Control systems of doubly-fed induction machine supplied by current controlled voltage source inverter. Int. Conf. Electrical Machines and Drives; 08-10 Sep 1993; Oxford, GB: IET. pp. 168-172.
• [6] Girlotka K, Jeleń M, Jarek G. Sterowanie polowo zorientowane z wymuszeniem dynamiki maszyny dwustronnie zasilanej. Przegląd Elektrotechniczny 2010; 02: 164.
• [7] Akagi H, Kanazawa Y, Nabae A. Generalized theory of the instantaneous reactive power in the three-phase circuits. IEEJ International Power Electronics Conference; 1983; (IPECTokyo). pp. 1375–1386
• [8] Czarnecki LS. Moce w obwodach elektrycznych z niesinusoidalnymi przebiegami prądów i napięć. Warszawa, Polska: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2005.
• [9] Lerch T. Transient states of wind power plant with doubly fed induction generator. Przegląd Elektrotechniczny 2011; 118–124.
• [10] Yamamoto M, Motoyoshi O. Active and reactive power control for doubly-fed wound rotor induction generator. IEEE Trans. Power Electron. 1991; 4: 624–629
• [11] Gallardo S, Carrasco JM, Galvan E, Franquelo LG. DSP-based doubly fed induction generator test bench using a back-to-back PWM converter. 30th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society; 2–6 Nov. 2004 IEEE. pp. 1411–1416
• [12] Babu BC, Mohanty KB. DSP based stator flux oriented control of doubly-fed induction generator for wind power generation system. Electrical, Electronics and Computer Science (SCEECS), 2012 IEEE Students' Conference on; 1–2 March 2012; Bhopal, India: IEEE. pp. 1–6
• [13] Mesbah M, Islam S. Real time digital controller of grid connected Doubly-Fed Induction wind turbine generator. Developments in Renewable Energy Technology (ICDRET), 2012 2nd International Conference; 5–7 Jan. 2012; Dhaka, Bangladesh: IEEE. pp. 1–6
• [14] Che Y, Ren J, Chen J, Chen X. Research on grid-side PWM converter based on DSP for double fed wind power generation system. International Conference on Power Electronics Systems and Applications (PESA); 08-10 Jun 2011; Hong Kong, China: IEEE. pp. 1–6
• [15] Wojnicki I, Rad M. Rapid design and development of control applications for electrical engineering. Automatics 2013; 17: 263–270
• [16] Dufour C, Belanger J. Real-time simulation of doubly fed induction generator for wind turbine applications. Power Electronics Specialists Conference, PESC; 20-25 June 2004; IEEE. pp. 3597–3603
• [17] Tapia A, Tapia G, Ostolaza JX, Saenz JR. Modeling and control of a wind turbine driven doubly fed induction generator. IEEE Trans. Energy Convers 2003; 2: 194–204
• [18] Ekanayake JB, Holdsworth L, Wu X, Jenkins N. Dynamic modeling of doubly fed induction generator wind turbines. IEEE Trans. Power Syst. 2003; 2: 803–809
• [19] Seung-Ho S, Ji-Hoon I, Hyeong-Jin C, Seung-Gi J. Simulation Modeling and Experimental Validation of Generator Control Strategy in DFIG System. Applied Power Electronics Conference, APEC March 2007 Anaheim, CA, USA: IEEE. pp. 1329–1333
• [20] Ting L, Mike B, Meliksah O. Doubly-fed induction generator wind turbine modelling for detailed electromagnetic system studies. IET Renewable Power Generation 2013; 7: 180–189

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.