永磁直驅風力發(fā)電機組故障診斷技術研究.pdf

1、隨著能源危機和環(huán)境污染的日益凸顯，風力發(fā)電受到越來越多的關注。變速恒頻風力發(fā)電機組（以下簡稱風電機組）已成為風力發(fā)電領域的主流機型，尤其是永磁直驅風電機組近年快速地增長。風電機組在運行過程中，由于受到空氣動力和惡劣環(huán)境等因素的影響，極易出現各種故障，影響風電機組的安全、可靠運行。為了提高風電機組的安全性和可靠性，對風電機組進行故障診斷就顯得極其重要。本文以永磁直驅風電機組為研究對象，分別針對葉輪不平衡、永磁電機定子繞組不對稱、匝間短路和

2、開路以及變換器故障，系統地研究了該類風電機組的故障診斷技術，提出了多種基于發(fā)電機電信號的故障診斷方法，并進行了仿真和實驗驗證，為進一步提高風電機組的可靠性和推進風電產業(yè)的發(fā)展奠定了重要的技術基礎。
　　論文主要研究成果包括以下幾個方面:
　　1.介紹了永磁直驅風電機組的結構，并給出了永磁直驅風電機組的數學模型，主要包括風力機、傳動鏈和永磁電機等?；贛ATLAB/Simulink建立了永磁直驅風電機組的仿真平臺，為進行風電機

3、組故障診斷的仿真研究奠定基礎。
　　2.針對風力機葉輪不平衡故障，提出了基于定子電流信號的故障診斷方法、基于定子電流Park矢量模平方信號的故障診斷方法和基于矢量控制的故障診斷方法，仿真和實驗驗證了這三種方法的有效性。
　　3.研究了三相永磁電機故障診斷方法。針對三相永磁電機的定子繞組有星形和三角形兩種連接方式，分別提出了基于零序電壓和零序電流的方法用于診斷定子繞組不對稱、匝間短路和開路故障，并通過仿真和實驗驗證了相關結論。

4、
　　4.提出了一種基于正交參考坐標的頻率跟蹤算法,該算法在時域上能實時地計算交流信號的幅值和初始相位角，減少了信號處理的計算量。
　　5.提出了基于線電壓誤差的變換器故障診斷方法，用于診斷和定位功率開關管開路故障。為了提高故障診斷的可靠性，該方法采用了電壓幅值和時間寬度雙重標準，并通過仿真和實驗驗證了該方法的有效性。
　　6.研究了多相磁通切換型永磁電機故障診斷方法。在分析九相磁通切換型永磁電機定子繞組中性點連接方式