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(定稿)独立发电系统中的永磁同步风力发电机的控制仿真 (定稿)独立发电系统中的永磁同步风力发电机的控制仿真

格式:word 上传:2025-07-21 06:20:52
问题,比同容量的电励磁式发电机效率高转子上没有滑环,运转更安全可靠电机的重量轻,体积小,制造工艺简便,因此在小型与微型风力发电中被广泛应用。 永磁同步风力发电系统,当采用永磁同步发电机转子和风力机直接耦合时,省去齿轮箱,减少了发电机的维护工作,提高了效率,并且降低了噪声。 此外直驱式永磁风力发电系统不需要电励磁装置,具有重量轻效率高可靠性好的特点。 风力机最大功率跟踪风力机的最大功率跟踪的运行原理空气的流动形成风能,在自然界中风能不受人为的控制,因此在利用风力发电时应最大程度地扑捉利用风能,因而,在实际的应用中使风轮机达到最大功率是大重要的研究课题。 这样的情况下风轮机发出的电具有很大的波动性,电能质量无法保证。 当风速在定的数值范围内上下浮动变化时,使风轮机的转速在定的范围内得到控制,这样可使风力机在定的范围内获得比较好的叶尖速与风速之比和较高风能功率系数,这样可以使风力机直在最优化的功率曲线上工作。 使得最优化风力发电效率实现。 图风力机功率输出曲线最大功率跟踪控制方法最佳叶尖速比法由于最佳叶尖速比法设定最佳叶尖速比值是个定值,因此需要不停地改变风轮机的速度来不断地迎合当下的风速,这样便可得风力机的叶尖速与风速的比值不断保持在最良好的速比。 不管风轮机在何种风速情况下定可以获到最优的风能功率系数,便可使风轮机直输出最优良的功率值。 图最佳叶尖速比法控制原理图在运用最佳叶尖速比控制法时,系统应具有良好实时监测系统,这样可以使监测的实时风速和风轮机的调节的转速达到最优的组合。 不断地进行实时地计算叶尖速与风力机实时比值,得出实时数风电场中风力电机产生的电能流过整流电路进入充电设备的主电路如图。 三相交流同步永磁发电机发出的电能需要过不可控整流电路进行整流。 只有在风力控制板的重要电路利用脉冲宽度调制才能掌控完整的整流变换。 在自然界中有些风能,风力机完全开发利用,当风的速度非常快时。 风力机无法承受,可能使风力机得到损坏。 不断地监测风的速度,在些疾风区显得十分重要。 永磁直驱三相交流发电机手动刹车装置垂直轴风力机三相整流风能充电控制器主电路变换器蓄电池组风能充电控制器控制电路自动刹车装置风能充电控制器图风能充电控制结构图图风能充整机重量风轮机的性能与参数风轮机功率风轮机输出的功率上面表达式中,代表风机输出功率代表空气密度代表实时风速代表风力机叶片面积代表风能利用系数代表风力机传动效率代表风力机电效率风轮机的功率系数空气的流动产生风能,通常情况下用风能密度来衡量风能的大小。 上面表达式中,代表空气密度代表实时风速极限已经验证了最大风能功率系数约等于,是理论上的峰值。 风能功率系数可以表示为上面表达式中,代表风轮机功率。 叶尖速比风轮的叶尖圆周速度与风速的比值来衡量,称作叶尖速比,可以表示为上面表达式中,代表风轮转速代表风轮叶尖半径代表实时风速代表叶尖线速度代表风轮角速度风力发电的技术风力发电是种绿色环保可持续的发电途径,风力发电技术同样是项需要不断检测验证更新的技术。 独立系统中最为核心的个环节为风力发电机,风力发电机是种可以将由空气流动产生的动能转化电能的种设备。 直流电机及交流电机是目前发电机的两大类,在交流发电机中包含同步发电机异步发电机两种。 在大多数风电场中选用同步永磁交流发电机。 交流发电机发电功率的功率系数相对较高。 因而得到了广泛的应用。 在风电场中经风轮机的能量变换产生的交流电可以通过整流逆变设备将满足要求的电能提供给用用户。 大多数交流发电机发电的效率相比于直流发电机发电的效率要成倍数高出,在风电场中的交流发电机在低风速区间下可方便地产生电能,且交流机产生的电能成倍于直流机产生的电能。 由上可知,在实际应用的风场中交流机可在较大范围的风速中产生电能,而直流机则无法适应该范围的风速变化。 永磁同步风力发电机具有高效率高功率因数等特点已经成开发研究的热点,其在节能环境保护方面具有长远的意义。 另外,该电机拥有较小容积结实不容易出故障而且构造简明。 除此之外,由于永磁发电机具有永磁特性,因此该电机总功率为千瓦。 由上图知发电机的功率
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