復(fù)合結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)匹配及設(shè)計方法的研究.pdf

1、隨著煤、石油等資源的日益枯竭,開發(fā)可再生能源顯得越加重要。利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電,不僅對環(huán)境無污染,其相關(guān)技術(shù)也較為成熟,因此發(fā)展前景良好。現(xiàn)在比較常見的兩種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是雙饋風(fēng)電系統(tǒng)和直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)。盡管雙饋系統(tǒng)市場占用率高,但該系統(tǒng)由于有多級增速齒輪箱,發(fā)電機(jī)存在電刷滑環(huán),系統(tǒng)需要經(jīng)常性的維護(hù),使得系統(tǒng)可靠性較低。對于直驅(qū)系統(tǒng),系統(tǒng)由于不含齒輪箱,使系統(tǒng)免去了相關(guān)維護(hù),采用永磁電機(jī)使得系統(tǒng)發(fā)電效率得以提高,但該系統(tǒng)由于發(fā)電機(jī)直接風(fēng)力機(jī)相連,

2、導(dǎo)致發(fā)電機(jī)體積龐大,裝配運(yùn)輸困難,并且系統(tǒng)采用全功率變流器導(dǎo)致系統(tǒng)成本提高。
　　針對以上問題,本文提出一種復(fù)合結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng),該系統(tǒng)通過將一臺調(diào)速電機(jī)、一臺發(fā)電機(jī)及一個行星齒輪結(jié)合起來,省去了直驅(qū)系統(tǒng)中的全功率變流器,系統(tǒng)采用單級行星齒輪,提升了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速,降低了發(fā)電機(jī)的體積,并且由于采用單級行星齒輪其可靠性相比于雙饋系統(tǒng)有所提高。
　　本文首先對該系統(tǒng)的匹配方法進(jìn)行了研究,從分析變速變槳風(fēng)力機(jī)的輸出特性入手,然后推導(dǎo)

3、了當(dāng)風(fēng)力機(jī)作為系統(tǒng)的輸入時,復(fù)合結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部功率流的具體表達(dá)式。根據(jù)表達(dá)式分析出影響系統(tǒng)分流的關(guān)鍵參數(shù),結(jié)合系統(tǒng)特點(diǎn)得出系統(tǒng)合理的參數(shù)匹配方法,并在合理匹配下確定系統(tǒng)對兩個電機(jī)的性能指標(biāo)要求。
　　分析并設(shè)計了12kW等級的樣機(jī)系統(tǒng),首先對樣機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計及參數(shù)匹配,然后按照參數(shù)匹配結(jié)果對發(fā)電機(jī)及調(diào)速電機(jī)進(jìn)行了電磁設(shè)計及相應(yīng)的有限元仿真,并按照結(jié)構(gòu)及指標(biāo)要求設(shè)計了行星齒輪,按照最終方案進(jìn)行了樣機(jī)的制造。
　　為驗證發(fā)