CN108683369A - 一种基于dsp的永磁同步电机变频调速系统 - Google Patents

一种基于dsp的永磁同步电机变频调速系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于DSP的永磁同步电机变频调速系统，通过上位机发送控制代码至DSP，DSP根据控制代码，以及永磁同步电机电流、电压和转速、转子角度生成使能信号和控制信号，在使能信号的使能状态下，使能丹佛斯变频器运行，再根据控制信号控制下，生成控制永磁同步电机启动的变频电压，变频电压再经过滤波处理后，在保护装置的保护下，实现永磁同步电机的变频控制。

Description

一种基于DSP的永磁同步电机变频调速系统
技术领域
本发明属于电力系统智能控制技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于DSP的永磁同步电机变频调速系统。
背景技术
当前，同步电动机变频调速系统从控制方式上可分为两大类:一类为他控式变频调速系统；另一类为自控式变频调速系统。他控式变频调速系统中所用的变频装置是独立的，其输出频率直接由速度给定信号决定，属于速度开环控制系统，适应于多台机组并联运行的场合。由于这种系统没有解决同步电动机的失步、振荡等问题，所以在实际的调速场合很少使用。随着电力电子技术的发展和各种高性能变频装置的出现，为同步电动机应用于要求大范围调速的场合奠定了基础。因此现阶段同步电动机变频调速系统一般采用自控式运行，通过位置传感器检测同步电机转子位置，根据电机自身转子的位置及转速决定逆变器输出频率。这样能时刻保持同步电机工作在同步状态，从根本上解决了同步电机变频调速失步的问题。
在自动化工业高速发展的今天，对自动化的要求既需要有动力的传递又要有对系统控制的整套可运行的操作控制系统。在工业自动化生产中常常需要有对电动机的控制，其中对电机具有高效率、高产量、低成本等的要求都可以通过对电机进行变频调速来达到目的，实现工业生产上的需要。自动化生产的各个系统中对控制系统有非常高的要求，必需要选择合适的算法设计出可靠性高的控制装置。
电动机的变频调速系统以及其控制系统随着社会的发展也在不断改进。从最早的接触器与继电器构成的最简单的系统；到上个世纪30年代的电机放大机及接下来随着变频调速技术发展而发展的磁放大器与大功率可控水银整流器、再后来的晶闸管和功率晶体管。直到近些年先进的微型计算机采样控制技术的发展使变频调速的目标成为现实并研究出脉宽调制((PWM)逆变器以及空间矢量PWM(SVPWM)技术SVPWM技术以实现逼近定子磁链的圆形轨迹为目标以达到电动机的高品质控制。20世纪80年代以后，随着微处理器的出现和发展，使得交流控制算法的实现由硬件电路发展为软件控制实现，使得控制系统向着数字化方向发展，同时，控制电路得到极大简化，控制系统可靠性、实用性和可维修性得到改善。DSP具有成本低、功耗低、高性能处理数据能力、强大的外部通信接口等优点得到快速应用，其具有在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法运算、采用哈弗结构，程序和数据空间分开并可以同时访问指令和数据、快速处理中断和硬件I/O支持等特点，因此，基于TI公司的DSP控制芯片TMS320F28335A为核心控制器进行相关控制系统的设计对于提高电机控制算法调试实现及对电机调速系统的发展具有很实际的意义。此外，在电动机的控制闭环系统中，分为有传感器方式与无传感器方式，由于本平台要求得到电机转子的精确位置，故采用有传感器方式。
永磁同步电机矢量控制系统能实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制，随着工业领域对高性能伺服系统需求的不断增加，特别是机器人、数控机床等技术的发展，永磁同步电机矢量控制系统具有广阔的发展和应用前景，对该系统的研究己成为中小容量交流调速和伺服系统研究的重点之一。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于DSP的永磁同步电机变频调速系统，通过转速、电流双闭环控制方式，实现永磁同步电机的变频控制。
为实现上述发明目的，本发明一种基于DSP的永磁同步电机变频调速系统，其特征在于，包括：
上位机，安装有基于FOC的控制算法，用于生成控制代码，并下载到DSP中；
DSP，根据控制代码生成使能信号，并通过光纤收发模块发送到丹佛斯变频器；同时，DSP用于接收丹佛斯变频器的工作状态，永磁同步电机的电流、电压和转速、转子角度，并根据丹佛斯变频器的工作状态，控制保护装置中继电器的开断，从而控制电机电路的开断；根据接收到的电流、电压和转速、转子角度，实时产生变化的控制信号，控制丹佛斯变频器产生变频电压；
光纤收发模块，采用双向通信方式，用于转发使能信号和控制信号，同时上传丹佛斯变频器工作状态、电流和电机转速至DSP；
丹佛斯变频器，采用了CPLD控制电路，主要用于生成控制永磁同步电机启动的变频电压；在使能信号的使能状态下，使能丹佛斯变频器运行，当丹佛斯变频器正常运行时，丹佛斯变频器中的CPLD模块接收控制信号，再根据控制信号生成控制其内部晶体管的开关信号，并对晶体管进行控制，进而生成控制电机启动的变频电压；同时，丹佛斯变频器将正常运行的工作状态返回给DSP，再通过DSP控制继电器接通接触器线圈电压，使得接触器线圈接通电路，从而使变频电压输出到隔离变压器；若丹佛斯变频器运行故障，则将故障信号反馈给DSP，DSP控制继电器切断接触器线圈电压，从而切断滤波模块到永磁同步电机的电路，防止永磁同步电机损坏；
滤波模块，用于滤除变频电压的高次谐波，从而防止高次谐波引起电动机附加发热和产生振动；
保护装置，包括继电器、接触器、隔离变压器和断路器，主要用来保护永磁同步电机，防止由变频电压过载、缺相、堵转而损坏永磁同步电机；丹佛斯变频器正常工作时，DSP控制保护装置中的继电器接通接触器线圈的电源，从而接通电路，使得变频电压通过隔离变压器后，在断路器的保护下输入到永磁同步电机；若丹佛斯变频器故障，DSP控制继电器切断接触器线圈的电源，从而断开通往永磁同步电机的电路；
永磁同步电机，作为调速系统的控制对象，用于接收变频电压进行变频启动；当永磁同步电机运行时，其转速和转子角度、电流和电压分别被编码器和电流电压采集模块采集后，通过调理电路模块的处理返回给DSP，形成转速、电流的双闭环控制系统；
电流电压采集模块，采用交直流通用方式，适用于大电压、大电流的工作环境，用于采集永磁同步电机的电流和电压，并输出到调理电路进行降压处理；
编码器，用于采集永磁同步电机的转速和转子角度，再发送至调理电路模块进行隔离传输处理；
调理电路模块，将永磁同步电机的电流和电压信号降至DSP的采样范围内，再发送至DSP进行采样；同时将永磁同步电机的转速和转子角度进行隔离传输处理，再反馈给DSP；
隔离电源模块，为调速系统的各个模块提供多种电压等级的隔离电源，减少各个模块间由于电源引起的串扰。
本发明的发明目的是这样实现的：
本发明一种基于DSP的永磁同步电机变频调速系统，通过上位机发送控制代码至DSP，DSP根据控制代码，以及永磁同步电机电流、电压和转速、转子角度生成使能信号和控制信号，在使能信号的使能状态下，使能丹佛斯变频器运行，再根据控制信号控制下，生成控制永磁同步电机启动的变频电压，变频电压再经过滤波处理后，在保护装置的保护下，实现永磁同步电机的变频控制。
同时，本发明一种基于DSP的永磁同步电机变频调速系统还具有以下有益效果：
(1)、通过使用CPLD控制电路替代丹佛斯原有的控制电路，针对电机控制控制的特点，简化了控制电路，移除多余的功能模块，使得控制操作变得更加简捷高效，同时也解决了变频器不开源的问题，使用户根据需求进行操作得以实现；
(2)、使用CPLD和DSP组合的方式实现了两者的分工，充分利用了DSP的高速数字信号处理能力和CPLD高速可编程逻辑性，使得DSP用于控制算法的运算处理，而CPLD用于实现数字电路的控制，实现了各种算法和组合逻辑的同时，提高了控制电路的时序控制能力，进而提高控制系统的处理速度；
(3)、使用光纤代替RS485进行通信，解决了电磁干扰、地环干扰和雷电破坏的难题，大大提高了数据通讯的可靠性、安全性和保密性，特别适用于变频器控制、电力控制及对电磁兼容性有特殊要求的测控系统。
(4)、LA25-NP电流互感器和LV25-P电压传感器，交直流通用，使得采集模块最高可以采集800V和8A的电压电流，在保证精确度的情况下能够实现高电压大电流的采集。
(5)、使用1:1隔离变压器，首先隔离变压器的次级不与大地相连，它的任意两线与大地之间没有电位差，人接触任意一条线都不会发生触电，使用安全；其次，隔离变压器的输出端跟输入端是完全“断路”隔离的，这样就有效的对变压器的输入端起到了一个良好的过滤作用，从而给用电设备提供了纯净的电源电压；另外，利用其铁芯的高频损耗大的特点，从而抑制高频杂波传入控制回路。
附图说明
图1是本发明基于DSP的永磁同步电机变频调速系统原理图；
图2是改进型丹佛斯变频器的原理图；
图3是光纤收发模块结构图；
图4是滤波模块原理图；
图5是保护装置原理图；
图6是电流电压采集模块原理图；
图7是差分比例运算电路图；
图8是隔离电源模块原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
实施例
为了方便描述，先对具体实施方式中出现的相关专业术语进行说明：
DSP(Digital Signal Processor):数字信号处理器；
PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor):永磁同步电机；
FOC(Field Oriented Control):磁场定向控制；
PWM(Pulse Width Modulation):脉宽调制；
SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)；空间矢量脉宽调制；
CPLD(Complex Programmable Logic Device):复杂可编程逻辑器件。
图1是本发明基于DSP的永磁同步电机变频调速系统原理图。
在本实施例中，如图1所示，本发明一种基于DSP的永磁同步电机变频调速系统，包括：上位机、DSP微控制器模块、光纤收发模块、丹佛斯变频器、滤波模块、保护装置、永磁同步电机(PMSM)、电流电压采集模块、编码器、调理电路模块、隔离电源模块。
其中，上位机安装有基于FOC的控制算法，用于仿真永磁同步电机变频启动的模型，经过仿真无误后生成控制代码并下载到DSP中。
DSP选用的型号为TMS320F28335；DSP根据控制代码生成使能信号，并通过光纤收发模块发送到丹佛斯变频器；同时，DSP用于接收丹佛斯变频器的工作状态，永磁同步电机的电流、电压和转速、转子角度，并根据丹佛斯变频器的工作状态，控制保护装置中继电器的开断，从而控制电机电路的开断；根据接收到的电流、电压和转速、转子角度，实时产生变化的控制信号，控制丹佛斯变频器产生变频电压；
光纤收发模块，如图3所示，采用双向通信方式，用于转发使能信号和控制信号，同时上传丹佛斯变频器工作状态、电流和电机转速至DSP；通过光纤进行信号传输，实现了高速的数据传输的同时有效地提高了信号传输的可靠性，减少了外界的干扰。
在本实施例中，光纤收发模块采用了AVAGO公司的HFBR_2521ETZ、HFBR_1521ETZ、AFBR_1624Z光纤收发头，其工作温度范围为-40℃至+85℃，并以高达5MBd的接收速率和50MBd的发送速率，实现高速的数据传输的同时有效地提高了信号传输的可靠性，减少了外界的干扰。
丹佛斯变频器，采用了CPLD控制电路，主要用于生成控制永磁同步电机启动的变频电压；在使能信号的使能状态下，使能丹佛斯变频器运行，当丹佛斯变频器正常运行时，丹佛斯变频器中的CPLD模块接收控制信号，再根据控制信号生成控制其内部晶体管的开关信号，并对晶体管进行控制，进而生成控制电机启动的变频电压，为了减小变频电压的纹波对永磁同步电机控制的不良影响，变频电压需要进行滤波处理；同时，丹佛斯变频器将正常运行的工作状态返回给DSP，再通过DSP控制继电器，使得接触器线圈工作，从而使变频电压输出到变压器；若丹佛斯变频器运行故障，则将故障信号反馈给DSP，DSP控制继电器切断接触器线圈电压，从而切断滤波模块到永磁同步电机的电路，防止永磁同步电机损坏；
在本实施例中，如图2所示，丹佛斯变频器主要包括了整流器、直流电抗器、电容器组、逆变器和改进的控制电路。为了适应本平台的需求并简化功能和操作，采用了以CPLD为核心的控制电路替换原有的控制电路，并且采用了更高速可靠的光纤通信，实现永磁同步电机的精准控制。
丹佛斯变频器与380V三相电1相连，经过整流器2转换为直流电流后，再经直流母线3、电抗器4和电容器组5对其进行滤波和保护处理，减少其交流输入的高次谐波并提供线路瞬态保护，之后输入到逆变器6中，在CPLD控制电路8的控制下，逆变器6将直流转换成受控的PWM交流波形，从而为永磁同步电机提供受控的变频电压，然后通过光纤收发模块7进行传输。丹佛斯变频器接收到DSP发送的控制信号和使能信号后，丹佛斯变频器开始工作，CPLD控制电路8通过CPLD模块对控制信号分析生成逆变器的开关信号，从而控制逆变器中三相桥臂晶体管的开关状态，从而生成可控的变频电压。同时，丹佛斯变频器的工作状态通过光纤收发模块返回给DSP中，当丹佛斯变频器工作正常，DSP持续使能丹佛斯变频器；当丹佛斯变频器发生故障，DSP则翻转使能信号，同时控制保护装置中的继电器切断接触器的线圈电源，使主回路断开，从而保护电机。
滤波模块，用于滤除变频电压的高次谐波，从而防止高次谐波引起电动机附加发热和产生振动；
在本实施例中，如图4所示，滤波模块，包括电容组和电感组两个子模块，电容组使用400v eaco无感电容，包含3.5uf、6.3uf、15uf三种型号的电容，电感组包含0.2mH、0.4mH、1.4mH三种型号的电感。电感组和电容组组成LC滤波器，通过LC滤波器，可对主要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路进行滤除，减少纹波噪声，提高永磁同步电机的控制质量。也可以根据自己实验的需要选择电感和电容的组合搭配，使得滤波更加灵活，方便。
保护装置，如图5所示，包括继电器、接触器、隔离变压器和断路器，主要用来保护永磁同步电机，防止由变频电压过载、缺相、堵转而损坏永磁同步电机；丹佛斯变频器正常工作时，DSP控制保护装置中的继电器接通接触器线圈的电源，从而接通电路，使得变频电压通过隔离变压器后，在断路器的保护下输入到永磁同步电机；若丹佛斯变频器故障，DSP控制继电器切断接触器线圈的电源，从而断开通往永磁同步电机的电路；
在本实施例中，变频电压经过1:1的隔离变压器后，人体安全性大大提高，经隔离后的变频电压不与大地形成回路，大大降低触电事故的发生；同时降低了短路电流，当负荷侧发生短路事故时，断路器能限制系统的短路电流，而且隔离变压器有滤波抗干扰功能，能有效减少电网的高频干扰和瞬间尖峰电压，增加系统阻抗，稳定系统电压，减少对系统电压的影响。
永磁同步电机，作为调速系统的控制对象，用于接收变频电压进行变频启动；当永磁同步电机运行时，其转速和转子角度、电流和电压分别被编码器和电流电压采集模块采集后，通过调理电路模块的处理返回给DSP，形成转速、电流的双闭环控制系统；
电流电压采集模块，采用交直流通用方式，适用于大电压、电流的工作环境，用于采集永磁同步电机的电流和电压，并输出到调理电路进行降压处理；
在本实施例中，如图6所示，电流电压采集模块由型号为LA25-NP电流互感器和LV25-P电压传感器组成，使得采集模块最高可以采集800V和8A的电压电流，在保证精确度的情况下能够实现高电压大电流的采集，工作范围满足一般实验平台的需要，然后把大电压大电流转换成为安全的易于采样的小电压，并输出到调理电路进行进一步的调理。
编码器，用于采集永磁同步电机的转速和转子角度，再发送至调理电路模块进行隔离传输处理；
调理电路模块，主要包括电压电流信号处理和编码器采集信号处理两部分，将永磁同步电机的电流和电压信号降至DSP的采样范围内，再进行采样后，将采样的电流、电压信号发送至DSP；同时将永磁同步电机的转速和转子角度进行隔离传输处理，再反馈给DSP；
在本实施例中，调理电路模块采用型号为LM324运放芯片、HCPL0630光耦和74HC14斯密特触发反相器组成，由于采集模块输出的电压与DSP采样电压不匹配，故需要调理电路进行处理，把大电压通过运放电路的处理后变为DSP采样范围内的小电压，保证DSP采样的正常工作。为了让编码器输出的脉冲能够很好地被DSP接收并处理，需要改善脉冲的波形，减少畸变，故使用光耦和斯密特触发器对脉冲进行隔离处理，使得其他模块对编码器波形的影响减到最小。
如图7中所示，LM324运放芯片采用了参数对称的差分比例运算电路，uI为输入电压，uI’为参考电压，uo为输出电压，由于参数对称，由差分比例运算电路的公式可得uo＝RF/R1(uI’-uI)。由于采集模块的输出电压为交变电压，且最高为5.4V，为了得到DSP能采样的电压范围，故取参考电压为+15V，RF为10kΩ，R1为100kΩ，对其放大1/10倍，由上式可得uo的范围为0.96V～2.04V，满足DSP采样的电压范围要求。
隔离电源模块，为调速系统的各个模块提供多种电压等级的隔离电源，减少各个模块间由于电源引起的串扰。
在本实施例中，如图8所示，隔离电源模块包含3V，5V，±12V，±15V等多种常用电源，各个电源均可独立工作，互不影响，满足了调速平台各个模块的供电要求。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (2)

1.一种基于DSP的永磁同步电机变频调速系统，其特征在于，包括：
上位机，安装有基于FOC的控制算法，用于生成控制代码，并下载到DSP中；
DSP，根据控制代码生成使能信号，并通过光纤收发模块发送到丹佛斯变频器；同时，DSP用于接收丹佛斯变频器的工作状态，永磁同步电机的电流、电压和转速、转子角度，并根据丹佛斯变频器的工作状态，控制保护装置中继电器的开断，从而控制电机电路的开断；根据接收到的电流、电压和转速、转子角度，实时产生变化的控制信号，控制丹佛斯变频器产生变频电压；
光纤收发模块，采用双向通信方式，用于转发使能信号和控制信号，同时上传丹佛斯变频器工作状态、电流和电机转速至DSP；
丹佛斯变频器，采用了CPLD控制电路，主要用于生成控制永磁同步电机启动的变频电压；在使能信号的使能状态下，使能丹佛斯变频器运行，当丹佛斯变频器正常运行时，丹佛斯变频器中的CPLD模块接收控制信号，再根据控制信号生成控制其内部晶体管的开关信号，并对晶体管进行控制，进而生成控制电机启动的变频电压；同时，丹佛斯变频器将正常运行的工作状态返回给DSP，再通过DSP控制继电器接通接触器线圈电压，使得接触器线圈接通电路，从而使变频电压输出到隔离变压器；若丹佛斯变频器运行故障，则将故障信号反馈给DSP，DSP控制继电器切断接触器线圈电压，从而切断滤波模块到永磁同步电机的电路，防止防止永磁同步电机损坏；
滤波模块，用于滤除变频电压的高次谐波，从而防止高次谐波引起电动机附加发热和产生振动；
保护装置，包括继电器、接触器、隔离变压器和断路器，主要用来保护永磁同步电机，防止由变频电压过载、缺相、堵转而损坏永磁同步电机；丹佛斯变频器正常工作时，DSP控制保护装置中的继电器接通接触器线圈的电源，从而接通电路，使得变频电压通过隔离变压器后，在断路器的保护下输入到永磁同步电机；若丹佛斯变频器故障，DSP控制继电器切断接触器线圈的电源，从而断开通往永磁同步电机的电路；
永磁同步电机，作为调速系统的控制对象，用于接收变频电压进行变频启动；当永磁同步电机运行时，其转速和转子角度、电流和电压分别被编码器和电流电压采集模块采集后，通过调理电路模块的处理返回给DSP，形成转速、电流的双闭环控制系统；
电流电压采集模块，采用交直通用方式，适用于大电压、大电流的工作环境，用于采集永磁同步电机的电流和电压，并输出到调理电路进行降压处理；
编码器，用于采集永磁同步电机的转速和转子角度，再发送至调理电路模块进行隔离传输处理；
调理电路模块，将永磁同步电机的电流和电压信号降至DSP的采样范围内，再发送至DSP进行采样；同时将永磁同步电机的转速和转子角度进行隔离传输处理，再反馈给DSP；
隔离电源模块，为调速系统的各个模块提供多种电压等级的隔离电源，减少各个模块间由于电源引起的串扰。
2.根据权利要求1所述的基于DSP的永磁同步电机变频调速系统，其特征在于，所述的丹佛斯变频器包括整流器、直流母线、直流电抗器、直流电容器组、逆变器和CPLD控制电路；丹佛斯变频器与三相电相连后，经过整流器将三相交流转换为直流电流，再经直流母线、电抗器和电容器组对直流电流进行滤波和保护处理，然后输入到逆变器，在CPLD控制电路的控制下，逆变器将直流转换成受控的PWM交流波形，从而为永磁同步电机提供受控的变频电压。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110445174A (zh) * 2019-08-12 2019-11-12 电子科技大学 一种考虑随机风速影响的风电场系统暂态稳定性评估方法
CN111366767A (zh) * 2018-12-25 2020-07-03 西安西电高压开关有限责任公司 一种直流电流测量装置
CN112290848A (zh) * 2020-10-20 2021-01-29 深圳蓄能发电有限公司 一种基于模型设计的永磁同步电机变频调速系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101529715A (zh) * 2006-10-19 2009-09-09 三菱电机株式会社 功率转换装置
CN103094226A (zh) * 2011-11-02 2013-05-08 通用电气公司 用于操作电功率转换器的系统和方法
CN205754101U (zh) * 2016-06-13 2016-11-30 哈尔滨理工大学 基于模型设计的永磁同步电机调速系统
CN106227099A (zh) * 2016-08-25 2016-12-14 西北工业大学 一种双绕组永磁同步电机的协同控制系统
CN205836553U (zh) * 2016-07-26 2016-12-28 株洲中车时代电气股份有限公司 一种列车供电系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101529715A (zh) * 2006-10-19 2009-09-09 三菱电机株式会社 功率转换装置
CN103094226A (zh) * 2011-11-02 2013-05-08 通用电气公司 用于操作电功率转换器的系统和方法
CN205754101U (zh) * 2016-06-13 2016-11-30 哈尔滨理工大学 基于模型设计的永磁同步电机调速系统
CN205836553U (zh) * 2016-07-26 2016-12-28 株洲中车时代电气股份有限公司 一种列车供电系统
CN106227099A (zh) * 2016-08-25 2016-12-14 西北工业大学 一种双绕组永磁同步电机的协同控制系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111366767A (zh) * 2018-12-25 2020-07-03 西安西电高压开关有限责任公司 一种直流电流测量装置
CN110445174A (zh) * 2019-08-12 2019-11-12 电子科技大学 一种考虑随机风速影响的风电场系统暂态稳定性评估方法
CN112290848A (zh) * 2020-10-20 2021-01-29 深圳蓄能发电有限公司 一种基于模型设计的永磁同步电机变频调速系统

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