開關(guān)磁阻電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和控制理論的迅猛發(fā)展，開關(guān)磁阻電機(jī)的研究得到了快速的發(fā)展，正逐步從理論研究走向行業(yè)應(yīng)用。在開關(guān)磁阻電機(jī)風(fēng)力發(fā)電中，最大風(fēng)能跟蹤有三種控制方法:即最佳葉尖速比控制、功率信號(hào)回饋控制和爬山搜尋控制，前兩種方法需要準(zhǔn)確測(cè)量風(fēng)速或需要事先測(cè)量風(fēng)力機(jī)功率曲線，在實(shí)際執(zhí)行中存在困難。爬山搜尋法與風(fēng)輪的空氣動(dòng)力學(xué)特性沒(méi)有關(guān)系，搜索過(guò)程可軟件實(shí)現(xiàn)，是開關(guān)磁阻電機(jī)風(fēng)力發(fā)電中優(yōu)良的控制方案。
　　本論文首先闡述了開關(guān)磁阻電

2、機(jī)的結(jié)構(gòu)、發(fā)電原理、數(shù)學(xué)模型和發(fā)電控制方式，介紹了風(fēng)能的跟蹤的過(guò)程及原理，同時(shí)分析了三種最大風(fēng)能跟蹤方法的優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，給出了三點(diǎn)式爬山搜索算法的最大風(fēng)能跟蹤方案。論文中通過(guò)轉(zhuǎn)速擾動(dòng)方法，分析磁阻電機(jī)運(yùn)行在不同轉(zhuǎn)速下發(fā)電功率的變化情況，根據(jù)功率與轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系確定轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)方向，控制磁阻電機(jī)跟蹤最大風(fēng)能。其次利用Matlab/Simulink平臺(tái)搭建的開關(guān)磁阻電機(jī)風(fēng)力發(fā)電模型，仿真分析了磁阻電機(jī)的發(fā)電性能，分析了在固定風(fēng)速與變風(fēng)速

3、下最大風(fēng)能跟蹤過(guò)程，獲得了磁阻電機(jī)的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)特性。最后詳細(xì)闡述了硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程，完成了基于Cortex-M3內(nèi)核的STM32芯片為核心處理器的開關(guān)磁阻電機(jī)控制器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和對(duì)應(yīng)的控制軟件設(shè)計(jì)。最后對(duì)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，給出了測(cè)試方法及測(cè)試結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)。
　　本論文選用三相12/8結(jié)構(gòu)，額定功率為500W的開關(guān)磁阻電機(jī)為研究對(duì)象，通過(guò)仿真表明開關(guān)磁阻電機(jī)在600-2000轉(zhuǎn)/分鐘區(qū)間有良好發(fā)電性能，最大