永磁同步發(fā)電系統(tǒng)的最大功率控制的研究.pdf

1、隨著世界能源需求的不斷提高以及地球污染的同益嚴(yán)重,發(fā)展?jié)崈裟茉?、保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為人類(lèi)的共同希望。伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)已越來(lái)越受到人們的關(guān)注。永磁同步發(fā)電機(jī)具有效率高,無(wú)需勵(lì)磁,與其他類(lèi)型電機(jī)相比較尺寸小,重量輕,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行特性良好等優(yōu)勢(shì),在小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。永磁同步發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速可以做到很低,這樣便可與風(fēng)力機(jī)直接耦合,省去了噪聲大、維護(hù)不方便且價(jià)格昂貴的齒輪箱。由于風(fēng)速的不確定性就導(dǎo)致了發(fā)電機(jī)不一

2、定一直工作在最大輸出功率區(qū)間內(nèi),本文提出了一種能自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速,從而達(dá)到最佳功率控制效果的系統(tǒng)。同時(shí)對(duì)于小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)還需要將多余的電能儲(chǔ)存起來(lái),本文也對(duì)整流以及蓄電池充電電路進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。采用載波相移PWM技術(shù)控制并聯(lián)Boost升壓電路的開(kāi)通和關(guān)斷,從而降低電流波紋和開(kāi)關(guān)管壓降,實(shí)現(xiàn)對(duì)電路器件的保護(hù),延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。
　　 本文圍繞永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理、控制方法、低速性能的改善、蓄電池充電保護(hù)電路和數(shù)

3、字控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)等方面開(kāi)展了研究活動(dòng),主要工作包括:
　　 根據(jù)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電機(jī)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理,分析永磁同步電機(jī)d-q坐標(biāo)系下角速度ω與發(fā)電機(jī)輸出功率之間的關(guān)系,通過(guò)控制定子電流矢量實(shí)現(xiàn)PMSM最佳效率控制。同時(shí)在系統(tǒng)整流環(huán)節(jié)中采用Boost并聯(lián)電路,并采用載波相移PWM控制方案,達(dá)到降低輸入電流波紋的目的,從而實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)蓄電池使用壽命的功能。
　　 分析風(fēng)力機(jī)的輸出機(jī)械功率最佳曲線Popl與風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)之間的關(guān)

4、系,搭建出風(fēng)機(jī)的仿真模型。將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與風(fēng)速的比值控制在一定范圍內(nèi),從而使得葉尖速比λ控制在最佳值范圍內(nèi),使其跟蹤Popl曲線的變化,使得風(fēng)機(jī)獲得最大風(fēng)能捕獲,實(shí)現(xiàn)最大功率輸出。分析普通整流電路對(duì)蓄電池的影響,通過(guò)將并聯(lián)Boost電路與三段式控制策略的結(jié)合,最終達(dá)到保護(hù)蓄電池的作用。通過(guò)MATLAB7.0/SIMULINK對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證其優(yōu)越性。
　　 采用TI公司的TMS320F2812DSP設(shè)計(jì)了永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)