風力機磁懸浮偏航裝置及其懸浮控制研究.pdf

1、目前風電場主流風電設備為水平軸式風力發(fā)電機，主動偏航系統(tǒng)作為水平軸式風力發(fā)電機的重要構成部分，對發(fā)電機的使用壽命、工作效率都有著決定性的影響。當風向變化時，主動偏航系統(tǒng)中的偏航電動機驅(qū)動偏航齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪帶動機頭旋轉(zhuǎn)，完成風機的對風工作。目前這種偏航系統(tǒng)存在一些問題，如零部件多而重、結構復雜；需要定期更換潤滑油和潤滑脂，維護頻繁；多電機驅(qū)動、占用空間大；在偏航過程中，機頭承受的較大偏心力矩會產(chǎn)生塔身側彎和槳葉震顫等。
　　基于對上

2、述主動偏航系統(tǒng)存在問題的分析，本文提出了一種問題解決方案：新型的偏航裝置——磁懸浮偏航裝置。它能夠精準對風、硬件結構簡單、維修方便、使用壽命長、驅(qū)動能耗低、具有自主知識產(chǎn)權。
　　風力機磁懸浮偏航裝置的研究內(nèi)容涉及面較廣，本文主要進行的研究如下：
　　(1)以電磁學理論為依據(jù)，結合直線電機、盤式電機設計方法，設計出具有磁懸浮性能的盤式電機。
　　(2)對所設計的盤式電機模型進行有限元電磁場分析，進一步明確模型電磁場分布

3、情況。
　　(3)建立了懸浮系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型，給出懸浮力、勵磁電流、懸浮氣隙之間的關系，導出以電流作為控制輸入變量的狀態(tài)空間方程，提出懸浮系統(tǒng)的控制策略和算法，并采用Matlab對其進行了仿真分析。
　　(4)設計制作了以DSP F2812為主控芯片、以IGBT器件構成兩象限D(zhuǎn)C-DC斬波器的懸浮控制器，設計制作了氣隙信號處理電路及大功率IGBT驅(qū)動電路。給出了具體的軟件設計流程圖，對軟件中的IIR濾波子程序、PID子程序