軸向磁場(chǎng)磁通切換型永磁風(fēng)力發(fā)電控制技術(shù)研究.pdf

1、風(fēng)能作為一種可再生的綠色能源，能夠有效地解決人類目前所面臨的常規(guī)能源減少、環(huán)境污染等問(wèn)題，因此，風(fēng)力發(fā)電受到了人們的廣泛關(guān)注并得到了較快的發(fā)展。直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)因其轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高、控制靈活，成為繼雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)之后重要的研究方向。軸向磁場(chǎng)磁通切換型永磁(AxialField Flux-Swithing Permanet Magnet，AFFSPM)電機(jī)是一種新型雙凸極電機(jī)，其軸向長(zhǎng)度短、功率密度高、感應(yīng)電勢(shì)正弦度高，在直驅(qū)風(fēng)力發(fā)

2、電領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以AFFSPM發(fā)電機(jī)為核心構(gòu)建直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，圍繞其控制技術(shù)展開(kāi)研究。
　　 首先分析三相12/10極AFFSPM基本工作原理及其靜態(tài)特性，在此基礎(chǔ)上建立該電機(jī)在定子ABC坐標(biāo)系以及轉(zhuǎn)子dq0坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。
　　 給出常用風(fēng)力發(fā)電功率變流器的結(jié)構(gòu)，選用背靠背PWM變換器作為AFFSPM風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)功率接口。分析理想風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型，給出直流電機(jī)模擬風(fēng)力機(jī)的實(shí)驗(yàn)方法。根據(jù)葉尖速比控

3、制給出轉(zhuǎn)速指令，應(yīng)用磁場(chǎng)定向矢量控制策略對(duì)AFFSPM風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制。推導(dǎo)三相并網(wǎng)逆變器的數(shù)學(xué)模型，采用電網(wǎng)電壓定向矢量控制策略對(duì)并網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制。在Matlab/Simulink環(huán)境下建立AFFSPM風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模型，仿真結(jié)果驗(yàn)證了控制策略的有效性。對(duì)電機(jī)側(cè)dq軸電流控制策略，包括isd=0控制、最大轉(zhuǎn)矩電流比控制、單位功率因數(shù)控制和恒磁鏈控制進(jìn)行仿真對(duì)比，分析不同電流控制策略應(yīng)用于直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的性能。
　　 對(duì)AF

4、FSPM風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，給出主要硬件電路與DSP控制器的程序流程圖。利用VB6.0設(shè)計(jì)上位機(jī)程序，給出實(shí)現(xiàn)上位機(jī)功能的部分VB程序和通信的實(shí)現(xiàn)方法，制定上下位機(jī)的通信協(xié)議。
　　 最后對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的軟硬件進(jìn)行調(diào)試，并對(duì)階躍風(fēng)速進(jìn)行最大風(fēng)能跟蹤(Maxmam Power Point Tracting，MPPT)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文中的直流電機(jī)模擬風(fēng)力機(jī)的控制方法正確有效，對(duì)AFFSPM發(fā)電機(jī)應(yīng)用磁場(chǎng)定向矢量控制策略可