永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)與并網(wǎng)研究.pdf

1、隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高以及對(duì)化石燃料依賴性的降低，風(fēng)力發(fā)電得到了人們的重視。其中分布式小型風(fēng)電系統(tǒng)，可以充分就地利用風(fēng)能資源，實(shí)現(xiàn)就地發(fā)電、就地使用、就地并網(wǎng)。在這樣的背景下，論文對(duì)小型永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了比較深入的研究，以降低起動(dòng)風(fēng)速，提高風(fēng)電能量轉(zhuǎn)換效率為主要目標(biāo)，研究了小型永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)對(duì)高效率永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)和并網(wǎng)控制策略進(jìn)行了研究。
　　首先，針對(duì)現(xiàn)在永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，永磁發(fā)電機(jī)起動(dòng)阻力矩大、效

2、率較低的缺點(diǎn)，提出設(shè)計(jì)電機(jī)時(shí)應(yīng)該減小永磁發(fā)電機(jī)起動(dòng)阻力矩，主要是齒槽轉(zhuǎn)矩的削弱方法。以齒槽轉(zhuǎn)矩公式為基礎(chǔ)，研究分析了4種減小齒槽轉(zhuǎn)矩的方法：磁極偏移、優(yōu)化極弧系數(shù)、改變齒的形狀和斜槽，并用有限元進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　其次，重點(diǎn)分析研究了現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的分?jǐn)?shù)槽集中繞組電機(jī)，分析這種繞組的特征和約束條件；提出采用磁極偏心方法減小齒槽轉(zhuǎn)矩和降低電壓波形正弦性畸變率，建立了有限元模型分析不同的槽極組合和磁極偏心結(jié)構(gòu)對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩和電壓波形正弦性畸

3、變率的影響；并通過(guò)測(cè)試兩臺(tái)樣機(jī)的空載感應(yīng)電勢(shì)，說(shuō)明了采用分?jǐn)?shù)槽集中繞組可以改善感應(yīng)電勢(shì)的正弦性。
　　然后，通過(guò)RMxprt和Maxwell2D場(chǎng)路結(jié)合的方法對(duì)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)出齒槽轉(zhuǎn)矩小，感應(yīng)電勢(shì)波形正弦性畸變率低的1.0kW的小功率永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)。并用有限元方法分析空載、額定負(fù)載與短路故障時(shí)的運(yùn)行特性，重點(diǎn)研究了電機(jī)短路故障時(shí)永磁體退磁情況。
　　最后，在永磁同步發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，對(duì)電壓源型雙 P