開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)仿真及控制方案優(yōu)化.pdf

1、開關(guān)磁阻電機(jī)是磁阻電機(jī)與現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它既繼承了磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固的優(yōu)點(diǎn)，又在高速發(fā)展的電力電子和微機(jī)控制技術(shù)的支持下獲得了良好的可控性以及較高容錯(cuò)能力。因此，它在驅(qū)動(dòng)調(diào)速領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也在發(fā)電領(lǐng)域得到越來(lái)越多的重視，引起了不少專家、學(xué)者的興趣。 本文以開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)及其控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性及其在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用進(jìn)行研究。對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)基本理論進(jìn)行了非線性分析，

2、從磁鏈路徑的角度重點(diǎn)分析了開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。由于開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)磁路存在著嚴(yán)重的非線性，因此其電機(jī)模型及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能分析與傳統(tǒng)電機(jī)差異較大。本文利用傅立葉級(jí)數(shù)表達(dá)式，采用一種簡(jiǎn)化磁鏈的方法，建立了開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)非線性模型，在此基礎(chǔ)上，建立了一種新型的開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)整體仿真模型。在非線性模型的基礎(chǔ)上，本文首先對(duì)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)進(jìn)行了仿真研究，給出了不同運(yùn)行情況下的控制規(guī)律。為了使開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)獲得優(yōu)化性能，對(duì)提高開關(guān)磁阻發(fā)電

3、機(jī)性能的控制方案進(jìn)行了研究。以磁鏈特性為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)在線計(jì)算優(yōu)化開通關(guān)斷角，設(shè)計(jì)了優(yōu)化控制器，取得了良好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。結(jié)合風(fēng)力機(jī)特性對(duì)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)最大風(fēng)能捕獲進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了風(fēng)能最大捕獲控制。最后通過(guò)DSP和CPLD全數(shù)字控制電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)與理論及仿真研究結(jié)果的對(duì)比分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了所建立非線性模型的有效性和仿真得到理論成果的正確性，同時(shí)也表明系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，具有一定實(shí)用參考價(jià)值