稀土永磁直驱风机控制策略研究
稀土永磁电机及其驱动控制系统
二、稀土永磁电机结构及工作原理
• 内置混合式转子结构
这种结构集中了径向式和切向式转子结构的优点，但其结构和 制造工艺较为复杂，制造成本也较高。
1-转轴 2-永磁体槽 3-永磁体 4-转子导条
图4 内置混合式转子磁路结构
二、稀土永磁电机结构及工作原理
爪极式转子结构
爪极式转子磁路结构通常由两个带爪的法兰盘和一个圆环形 的永磁体构成，如图5所示。左右法兰盘的爪数相同，且两者的爪 极相互错开，沿圆周均匀分布，永磁体轴向充磁，因而左右法兰盘 的爪极分别形成极性相异、相互错开的永磁同步电动机的磁极。爪 极式转子结构的稀土永磁电机性能较低，又不具备异步起动能力， 但结构和工艺较为简单。 1-左法兰盘 2-圆环形永磁体 3-右法兰盘 4-非磁性转轴 图5 爪极式转子磁路结构
二、稀土永磁电机结构及工作原理
1、稀土永磁电机结构
稀土永磁同步电动机也是由定子、转子和端 盖等部件构成。定子与普通感应电动机基本相同， 也采用叠片结构以减小电动机运行时的铁耗。转 子铁心可以做成实心的，也可以用叠片叠压而成。 电枢绕组既有采用集中整距绕组的，也有采用分 布短距绕组和非常规绕组的。一般来说，矩形波 永磁稀土永磁电机通常采用集中整距绕组，而正 弦波稀土永磁电机更常采用分布短距绕组。稀土 永磁电机与其他电机的最主要区别是转子磁路结 构，一般可分为三种：表面式、内置式和爪极式。
二、稀土永磁电机结构及工作原理
• 表面凸出式 这种结构具有结构简单、制造成本较低、转 动惯量小等优点，在矩形波稀土永磁电机和恒功率运行范围 不宽的正弦波稀土永磁电机中得到了广泛应用。此外，其永 磁磁极形状易于实现最优设计，使电机气隙磁密波形趋于正 弦波，从而显著提高电机乃至整个传动系统的性能。 • 表面插入式 这种结构可充分利用转子磁路的不对称所产 生的磁阻转矩，提高电动机的功率密度，动态性能较凸出式 有所改善，制造工艺也较简单，常被某些调速永磁电机所采 用，但漏磁系数和制造成本较凸出式大。 总之，表面式转子磁路结构制造工艺简单、成本低，应 用较为广泛，尤其适用于矩形波稀土永磁电机，但因转子表 面无法安放起动绕组，无异步起动能力，不适用于异步起动 稀土永磁电机。
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》篇一一、引言随着全球能源需求的持续增长和环境保护意识的日益加强，可再生能源的开发和利用已经成为各国能源战略的重要组成部分。
其中，风力发电作为最具发展潜力的可再生能源之一，受到了广泛关注。
直驱型风力发电系统因其高效率、低维护成本等优点，逐渐成为风力发电领域的研究热点。
本文将重点研究基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统的控制策略，以提高系统的稳定性和发电效率。
二、永磁同步电机的基本原理永磁同步电机（PMSM）是一种利用永磁体产生磁场，通过电机内部的电流与磁场相互作用实现能量转换的电机。
其工作原理基于电磁感应定律和安培环路定律，具有结构简单、效率高、运行可靠等优点。
在直驱型风力发电系统中，PMSM作为发电机，可以直接将风能转化为电能，无需通过齿轮箱等传动装置。
三、直驱型风力发电系统的构成及工作原理直驱型风力发电系统主要由风轮、永磁同步发电机、变流器、控制系统等部分组成。
风轮在风力的作用下旋转，驱动永磁同步发电机发电。
变流器将发电机输出的交流电转换为直流电，以便于输送和储存。
控制系统则负责监测系统的运行状态，根据风速、电压、电流等参数调整电机的运行状态，保证系统的稳定性和发电效率。
四、基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略为了进一步提高直驱型风力发电系统的性能，需要采用合理的控制策略。
本文提出的控制策略主要包括以下几个方面：1. 最大功率点跟踪（MPPT）控制：通过实时监测风速和电机的运行状态，调整电机的输出功率，使系统始终处于最大功率点附近，从而提高系统的发电效率。
2. 电压和频率控制：通过变流器对输出电压和频率进行控制，保证电能质量，满足电网接入要求。
3. 故障诊断与保护：通过监测系统的运行状态和参数，及时发现故障并进行保护，避免系统损坏和事故发生。
4. 智能控制策略：利用现代控制技术和智能算法，如模糊控制、神经网络等，对系统进行智能控制，提高系统的自适应性和鲁棒性。
直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略
直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境保护的日益紧迫，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正受到越来越多的关注。
直驱式永磁同步风力发电机（Direct-Drive Permanent Magnet Synchronous Wind Turbine Generator, DDPMSG）作为一种新型风力发电技术，以其高效率、高可靠性以及低维护成本等优点，逐渐成为风力发电领域的研究热点。
本文旨在对直驱式永磁同步风力发电机组的建模及其控制策略进行深入研究。
文章将介绍直驱式永磁同步风力发电机的基本结构和工作原理，为后续建模和控制策略的研究奠定基础。
接着，文章将详细阐述直驱式永磁同步风力发电机组的数学建模过程，包括机械部分、电气部分以及控制系统的数学模型，为后续控制策略的设计提供理论支持。
在控制策略方面，本文将重点研究直驱式永磁同步风力发电机组的最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking, MPPT）控制和电网接入控制。
最大功率点跟踪控制旨在通过调整发电机组的运行参数，使风力发电机组在不同风速下都能保持最佳运行状态，从而最大化风能利用率。
电网接入控制则关注于如何确保发电机组在并网和孤岛运行模式下的稳定运行，以及如何在电网故障时实现安全可靠的解列。
本文还将探讨直驱式永磁同步风力发电机组的控制策略优化问题，以提高发电机组的运行效率和稳定性。
通过对控制策略进行优化设计，可以进一步减少风力发电机组的能量损失，提高风电场的整体经济效益。
本文将对直驱式永磁同步风力发电机组的建模及其控制策略进行总结，并展望未来的研究方向和应用前景。
通过本文的研究，可以为直驱式永磁同步风力发电机组的实际应用提供理论指导和技术支持，推动风力发电技术的持续发展和优化。
二、直驱式永磁同步风力发电机组的基本原理直驱式永磁同步风力发电机组（Direct-Drive Permanent Magnet Synchronous Wind Turbine Generator，简称DD-PMSG）是一种将风能直接转换为电能的装置，其基本原理基于风力驱动、机械传动、电磁感应和电力电子控制等多个方面。
直驱式永磁同步风力发电系统的控制研究
直驱式永磁同步风力发电系统的控制研究一、本文概述随着全球能源需求的持续增长和环境保护压力的加大，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，越来越受到世界各国的关注和重视。
直驱式永磁同步风力发电系统（Direct-Drive Permanent Magnet Synchronous Wind Power Generation System，简称D-PMSG）作为一种新型的风力发电技术，具有高效率、高可靠性、低维护成本等优点，因此在风力发电领域具有广阔的应用前景。
本文旨在深入研究直驱式永磁同步风力发电系统的控制技术，探讨其在实际应用中的性能优化和稳定性提升。
文章首先介绍了直驱式永磁同步风力发电系统的基本原理和组成结构，包括风力机、永磁同步发电机、功率变换器等关键部分。
随后，文章重点分析了直驱式永磁同步风力发电系统的控制策略，包括最大功率点跟踪控制、电网同步控制、有功和无功功率解耦控制等，并讨论了这些控制策略在实际应用中的优缺点。
本文还探讨了直驱式永磁同步风力发电系统在并网和孤岛运行模式下的控制问题，以及系统故障时的保护策略。
通过理论分析和实验研究，文章提出了一些改进的控制方法和策略，旨在提高直驱式永磁同步风力发电系统的运行效率和稳定性，为风力发电技术的发展提供理论支持和实践指导。
本文总结了直驱式永磁同步风力发电系统控制研究的现状和发展趋势，展望了未来可能的研究方向和应用前景。
希望通过本文的研究，能够为直驱式永磁同步风力发电系统的进一步推广和应用提供有益的参考和借鉴。
二、直驱式永磁同步风力发电系统概述直驱式永磁同步风力发电系统（Direct-Drive Permanent Magnet Synchronous Wind Turbine Generator System，简称DD-PMSG）是一种新型的风力发电技术，其最大特点在于风力机直接与发电机相连，省去了传统的齿轮增速箱，从而实现了发电机的直接驱动。
直驱永磁同步风力发电系统功率平滑策略的研究与控制系统设计
直驱永磁同步风力发电系统功率平滑策略的研究与控制系统设计一、内容综述分析风速和风向变化对DDPMSP输出功率的影响，以及目前常用的功率平滑方法，如PWM整流器、滤波器和逆变器等。
研究基于闭环反馈控制理论的功率平滑策略，通过对DDPMSP的输入和输出信号进行实时监控和调整，以实现输出功率的平稳和控制。
设计一种基于数字信号处理（DSP）的控制器，实现对功率平滑策略的有效实施，确保系统的高速响应和稳定性。
1.1 研究背景随着全球对可再生能源和清洁能源的日益关注，风能作为一种巨大的、可再生的自然资源，其在全球范围内的应用和研究越来越广泛。
风能发电技术作为实现风能高效利用的关键手段，其技术的不断进步和优化对于推动能源结构的绿色转型具有重要意义。
特别是永磁同步风力发电系统（PMSG），因其高效率、低维护成本等优点，在风能发电领域占据了重要地位。
PMSG在运行过程中存在一个固有的问题，即其在运行过程中产生的功率波动。
这些功率波动不仅会影响风力发电系统的稳定性和可靠性，还可能对电网的稳定运行造成威胁。
研究和开发有效的功率平滑策略以减少或消除这种功率波动，对于提升PMSG的运行性能和推动其在更广泛领域的应用具有重要意义。
在研究背景部分，本文首先介绍了永磁同步风力发电系统的基本原理和结构特点，然后分析了其在运行过程中产生功率波动的原因和可能的影响。
本文详细回顾了近年来国内外学者在PMSG功率平滑领域取得的研究成果和经验，并指出了当前研究中仍存在的问题和挑战。
本文阐述了本文的研究目的和意义，以及将要采用的研究方法和创新点。
通过深入的研究背景分析，本文旨在为永磁同步风力发电系统的功率平滑策略提供新的思路和解决方案，以推动该技术在未来的风能发电领域中发挥更大的作用。
1.2 研究目的与意义随着风能资源的日益丰富和清洁能源的重要性逐渐凸显，永磁同步风力发电技术得到了广泛关注。
在实际运行过程中，风能的间歇性和不可预测性会导致风力发电系统输出功率的波动，这不仅影响了电力系统的稳定运行，还降低了风能资源的利用效率。
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》篇一一、引言随着可再生能源的持续发展，风力发电作为绿色能源的重要组成部分，其技术研究和应用日益受到广泛关注。
直驱型风力发电系统，特别是以永磁同步电机（PMSM）为核心的系统，因其高效率、低维护成本和良好的发电性能，逐渐成为风力发电领域的研究热点。
本文旨在深入研究基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统的控制策略，以提高系统的整体性能和发电效率。
二、永磁同步电机的基本原理与特点永磁同步电机是一种利用永久磁场产生转矩的电机。
其基本原理是利用磁场相互作用产生转动力，使得电机转动。
PMSM具有结构简单、高效率、高功率密度、低噪音等特点，适用于直驱型风力发电系统。
三、直驱型风力发电系统的构成与工作原理直驱型风力发电系统主要由风轮机、永磁同步发电机、电力电子变换器等部分组成。
风轮机捕获风能，通过传动装置驱动永磁同步电机发电。
电力电子变换器负责将发电机产生的交流电转换为可并网或使用的直流电。
四、控制策略的研究（一）最大功率点跟踪（MPPT）控制策略为提高风力发电系统的效率，需实施最大功率点跟踪（MPPT）控制策略。
该策略通过实时监测风速和电机运行状态，调整电力电子变换器的输出电压和频率，使系统始终工作在最大功率点附近，从而实现最优的能量转换效率。
（二）无传感器控制策略无传感器控制策略是近年来研究的重要方向。
该策略通过电机电压和电流等参数的实时监测和计算，实现电机的无传感器控制。
这种控制策略可以降低系统成本，提高系统的可靠性和维护性。
（三）故障诊断与保护控制策略为确保直驱型风力发电系统的安全稳定运行，需实施故障诊断与保护控制策略。
该策略通过实时监测系统的关键参数和运行状态，及时发现并处理潜在的故障隐患，防止系统损坏和事故发生。
五、实验验证与结果分析通过实验验证了所提出的控制策略的有效性和可行性。
实验结果表明，采用MPPT控制策略可以提高系统的能量转换效率；无传感器控制策略可以降低系统成本，提高系统的可靠性和维护性；故障诊断与保护控制策略可以确保系统的安全稳定运行。
《2024年基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》范文
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》篇一一、引言随着社会对清洁能源的需求持续增长，风力发电作为一种可持续的能源方式，受到了广泛关注。
直驱型风力发电系统以其高效率、低维护成本等优势，在风力发电领域中占据重要地位。
其中，永磁同步电机（PMSM）作为直驱型风力发电系统的核心部分，其控制策略的优劣直接影响到整个系统的性能。
因此，对基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略进行研究具有重要意义。
二、永磁同步电机基本原理永磁同步电机利用永磁体产生磁场，通过控制电流和磁场之间的关系实现电机的转动。
在直驱型风力发电系统中，PMSM直接与风轮连接，通过风能的驱动实现发电。
PMSM具有结构简单、效率高、可靠性高等优点，成为直驱型风力发电系统的首选电机类型。
三、直驱型风力发电系统控制策略（一）最大功率点跟踪（MPPT）控制最大功率点跟踪是直驱型风力发电系统中的关键控制策略之一。
通过实时监测风速和电机转速，调整电机的工作点，使系统始终在最大功率点附近运行，从而提高系统的发电效率。
MPPT 控制策略包括扰动观察法、爬山搜索法等。
（二）变桨距控制变桨距控制是通过调整风轮的桨叶角度来改变风能的捕获量。
当风速超过额定风速时，通过变桨距控制减小桨叶角度，以限制风能的输入，保护电机和整个系统免受过载损伤。
（三）无传感器控制无传感器控制是利用电机的电气信号和动力学特性来估计电机的转速和位置，从而实现电机的闭环控制。
在直驱型风力发电系统中，无传感器控制可以减少系统的复杂性和成本，提高系统的可靠性。
四、基于PMSM的直驱型风力发电系统控制策略研究（一）综合控制策略设计针对直驱型风力发电系统的特点，设计综合控制策略。
该策略将MPPT控制、变桨距控制和无传感器控制有机结合，实现对系统的高效、稳定控制。
（二）智能控制算法应用利用智能控制算法如模糊控制、神经网络等，优化系统的控制策略。
这些算法可以根据系统的实时运行状态，自动调整控制参数，使系统始终处于最优工作状态。
稀土永磁同步电机设计制造中的控制要点
稀土永磁同步电机设计制造中的控制要点稀土永磁同步电机是一种新型、高效、节能的电机，它具有高功率因数，高效率，高可靠性和高转矩密度的优点。
在设计和制造稀土永磁同步电机时，控制是非常重要的一个方面，可以影响电机的性能和工作特性。
以下是稀土永磁同步电机设计制造中的控制要点。
1.磁链控制：在稀土永磁同步电机中，磁链的控制非常重要。
通过控制磁链的大小和方向，可以实现电机的调速和调转矩。
在设计制造过程中，需要考虑磁链的控制方法和控制策略，例如使用PID控制器或者矢量控制方法。
2.转矩控制：稀土永磁同步电机具有高转矩密度的优点，但在设计制造过程中需要考虑转矩的控制方法。
通常可以使用磁链定向控制方法，通过控制转子磁链的大小和方向来实现转矩控制。
3.电流控制：稀土永磁同步电机的电流控制是非常重要的一个方面。
在设计制造过程中，需要考虑电流传感器的选择和电流控制器的设计。
通常可以使用电流环控制方法，通过控制电流环的增益和带宽来实现电流控制。
4.相位控制：稀土永磁同步电机的相位控制也是非常关键的一个方面。
相位控制可以帮助电机实现高效率和高功率因数的工作。
在设计制造过程中，需要考虑相位计算和相位控制方法，例如使用PID控制器或者矢量控制方法。
5.位置控制：稀土永磁同步电机的位置控制是非常重要的一个方面。
通过精确控制电机的位置，可以实现准确的定位和控制。
在设计制造过程中，需要选择合适的位置传感器和位置控制器，例如使用编码器和位置环控制方法。
6.故障保护：稀土永磁同步电机的故障保护也是非常重要的一个方面。
在设计制造过程中，需要考虑故障检测和故障保护方法，例如过流保护、过压保护和过温保护等。
总之，稀土永磁同步电机设计制造中的控制要点主要包括磁链控制、转矩控制、电流控制、相位控制、位置控制和故障保护等。
通过精确控制这些要点，可以实现稀土永磁同步电机的高效率、高功率因数和高可靠性的工作。
这些控制要点不仅在设计制造过程中非常重要，同时也对电机的性能和工作特性产生重要影响。
直驱式永磁同步风力发电系统最大功率追踪控制策略探究
直驱式永磁同步风力发电系统最大功率追踪控制策略探究摘要:在直驱式永磁同步风力发电系统运行的过程中，对其最大功率进行追踪控制是掌握其实时状态的重要工作。
本文将对直驱式永磁同步风力发电系统最大功率进行分析，并探讨其追踪控制的策略。
关键词:直驱式永磁同步风力发电最大功率追踪一、最大功率的追踪原理（一）风力机的输出特性风力机叶片的半径用r表示，ρ则代表着空气的密度，v是实际测得的风速。
则能用以下的函数关系来表示风力机轴上的机械功率输出：式（4）中风力机输出的机械功率与转速之间的关系称为最佳功率曲线，而在式（5）中机械转矩与转速呈现出的函数变化关系则是最佳转矩曲线。
在风速保持不变的情况下风力机保持最大功率的稳定运行，叶尖线边缘瞬时速度将能与风速保持式（3）的函数关系，也就是说此时的风力机叶尖速比处于最佳，而最佳功率曲线和最佳转矩曲线分别在此时满足式（4）和式（5）。
在风力机运行时风速不稳定的状况下，风力机所提供的机械功率输出、机械转矩和最佳功率、最佳转矩曲线可以用图2来表示（二）最大功率追踪原理及具体实现方案在图2（b）所表示的函数中，通过人为的办法对发电机的运行状态进行调节，使转矩和转速在一定条件下跟式（5）中的函数关系保持一致，系统将能在风力机转矩特性与发电机机械特性的交点处达到平衡。
图2（b）中的A、B、C、D四个点分别代表不同风速下风力机的最大输出功率，而风力机在这时的叶尖速比处于最佳，并且这四个平衡点处于稳定状态，满足以下公式：对功率进行控制。
由于实际操作不能准确地测定发电机能从轴上得到多少能量，所以一般会以并网条件下的有功功率作为这个值，并通过控制有功功率来完成对发电机的功率控制。
而在发电机工作的过程中，会因为自身克服阻力而产生能量的损耗，而这些损耗很难计算却又不能忽略不计，所以实际测定会出现较大偏差。
对转矩进行控制。
在实际的操作中，不论是对功率进行控制还是对转速进行控制，都要通过改变转矩来完成。
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》范文
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》篇一一、引言随着环境保护意识的提高和可再生能源的持续发展，风力发电作为一种清洁、可持续的能源利用方式，越来越受到全球的关注。
直驱型风力发电系统因其结构简单、维护方便、效率高等优点，逐渐成为风力发电领域的研究热点。
其中，永磁同步电机（PMSM）作为直驱型风力发电系统的核心部件，其控制策略的优劣直接影响到整个系统的性能。
因此，对基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、永磁同步电机的基本原理永磁同步电机是一种利用永久磁场产生电势和转矩的电机。
其基本原理是利用电机内部的磁场与电流的相互作用，产生转矩，驱动电机转动。
PMSM具有高效率、高功率密度、低噪音等优点，在直驱型风力发电系统中得到广泛应用。
三、直驱型风力发电系统概述直驱型风力发电系统是一种将风能直接转换为电能的系统，其核心部件为永磁同步发电机。
该系统通过风轮机将风能转化为机械能，再由永磁同步电机将机械能转化为电能。
由于没有齿轮箱等传动部件，直驱型风力发电系统具有结构简单、维护方便、可靠性高等优点。
四、控制策略研究针对直驱型风力发电系统中永磁同步电机的控制策略，本文主要研究以下几个方面：1. 最大功率点跟踪（MPPT）控制策略：MPPT控制策略是直驱型风力发电系统的关键技术之一。
通过实时检测风速和电机转速，根据风电场的实际情况调整电机的工作状态，使系统始终运行在最大功率点附近，从而提高系统的发电效率。
2. 变频器控制策略：变频器是直驱型风力发电系统中的重要组成部分，其控制策略直接影响到电机的运行性能。
通过优化变频器的控制算法，可以实现电机的平稳启动、快速响应和高效运行。
3. 优化控制算法：针对永磁同步电机的特点，研究优化控制算法，如矢量控制、直接转矩控制等，以提高电机的运行效率和稳定性。
4. 故障诊断与保护策略：为确保直驱型风力发电系统的安全稳定运行，研究故障诊断与保护策略是必不可少的。
《2024年基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》范文
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》篇一一、引言随着可再生能源的持续发展，风力发电作为一种绿色、环保的能源方式，已逐渐成为全球范围内的研究热点。
在风力发电系统中，永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）以其高效率、高功率密度及维护便利等特点，成为直驱型风力发电系统中的核心部件。
因此，针对基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统的控制策略研究显得尤为重要。
本文将围绕这一主题，详细探讨其控制策略、优化方法及实际运用。
二、直驱型风力发电系统概述直驱型风力发电系统主要由风力机、永磁同步发电机（PMSM）及控制系统组成。
该系统利用风能驱动风力机旋转，再通过PMSM将机械能转化为电能。
与传统发电系统相比，直驱型风力发电系统无需齿轮箱等传动装置，结构更为简单，运行更为可靠。
此外，PMSM的高效性使得该系统在风能利用效率上具有显著优势。
三、永磁同步电机控制策略（一）控制策略的必要性针对直驱型风力发电系统中的永磁同步电机，其控制策略直接影响到整个系统的性能。
为了实现最大风能捕获、提高发电效率、保证系统稳定运行等目标，必须对电机控制策略进行深入研究。
（二）常用控制策略1. 最大功率点跟踪（MPPT）控制：通过实时调整风力机的转速和桨距角，使系统始终处于最大功率输出状态。
2. 矢量控制：通过对电机电流的精确控制，实现电机转矩的快速响应和准确控制。
3. 优化算法：结合现代优化算法，如模糊控制、神经网络等，提高系统的自适应性和鲁棒性。
四、控制策略的优化方法（一）基于MPPT的优化策略针对MPPT控制策略，可以通过改进算法、提高采样精度等方式，进一步提高系统的功率捕获效率。
同时，结合风速预测技术，实现更精确的功率输出控制。
（二）矢量控制的改进方法针对矢量控制策略，可以通过引入新型电流控制器、优化控制器参数等方式，提高电机的转矩响应速度和准确性。
此外，结合无传感器技术，实现电机的无损检测和精确控制。
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》篇一一、引言随着能源危机和环境污染问题的日益突出，可再生能源的开发与利用成为当前研究的热点。
风力发电作为可再生能源的一种重要形式，其技术的发展和进步对于满足人类对清洁能源的需求具有重要意义。
直驱型风力发电系统作为风力发电的一种主要形式，具有高效率、高可靠性等优点。
而其中，永磁同步电机（PMSM）以其独特的性能，被广泛运用于直驱型风力发电系统中。
因此，研究基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略，对于提高风力发电的效率和稳定性具有重要意义。
二、永磁同步电机的基本原理永磁同步电机是一种利用永久磁场产生电能的电机。
其基本原理是利用风力驱动电机转动，电机内部的永磁体在转动过程中产生磁场，进而在定子线圈中产生电流，实现能量的转换。
永磁同步电机具有高效率、高功率密度、低噪音等优点，因此在直驱型风力发电系统中得到广泛应用。
三、直驱型风力发电系统的控制策略（一）最大功率点跟踪控制策略最大功率点跟踪（MPPT）是直驱型风力发电系统中的重要控制策略。
该策略通过实时监测风速和电机输出功率，调整电机的运行状态，使系统始终处于最大功率输出状态。
MPPT控制策略可以有效提高风力发电系统的效率和能量利用率。
（二）转速和电压控制策略转速和电压控制是直驱型风力发电系统中的基本控制策略。
通过对电机的转速和输出电压进行控制，可以保证系统的稳定运行。
在风速变化的情况下，通过调整电机的转速和电压，使系统始终保持在一个合理的运行范围内。
（三）基于现代控制理论的控制策略随着控制理论的发展，越来越多的先进控制策略被应用于直驱型风力发电系统中。
例如，模糊控制、神经网络控制、滑模控制等现代控制理论被广泛应用于系统的控制和优化。
这些控制策略可以有效地提高系统的动态性能和稳定性。
四、基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究针对基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统，本文提出了一种综合性的控制策略。
永磁式直驱风电机组控制技术研究
永磁式直驱风电机组控制技术研究【摘要】随着风能在能源利用中越来越受到重视，风能发电机组也得到了广泛应用。
永磁式直驱风电机组有着许多优点，将是未来风电机组的发展趋势之一。
文章对永磁式直驱风电机组的控制策略进行了分析，对风电机组的开发和研究提供了一定的帮助。
【关键词】风电机组;风轮;永磁式1.前言随着世界上现存的能源不断减小，各国的能源危机逐渐加剧，可再生能源也逐渐受到了人们的重视，而风能作为一种清洁能源发展速度增快，它被认为是石油等燃料重要的继承者。
至今，风力发电已经有了数十年的历史，其开发技术也日益成熟。
目前世界上使用最多的风能发电机室大型发电机组，而我国只是在最近几年才逐渐开发风能，所以风能发电机组远没有达到世界先进水平。
风电机组根据发电形式的不同可以划分为两种不同的类型：双馈风电机组和直驱式风电机组，其中前者发展较早，技术基本已经成熟，而后者起步晚，技术上还有许多改进的空间，但是，它将是风电机组未来的发展方向。
2.永磁式直驱风电机组的优点与缺点直驱风电机组具有以下优点：它们一般具有更多的极对数，所以在风速较小风轮转速很低时，电机组仍然可以正常运转，这样可以有效降低机组的噪声。
机组的风轮与同步发电机转子之间不需要使用联轴器、主轴以及齿轮箱等传动装置，这样可以大幅提高传动效率，并减少了机组的维修工作量。
直驱机组整机质量较小，具有较宽的变速范围，比双馈风电机组有更可靠的运行性能。
直驱风电机组一般使用永磁发电机，这样一来使得它的优点更加突出：永磁式直驱风电机组的结构较简单，没有励磁线圈、换向器、滑环等结构，所以电机组没有励磁损耗，具有较高的发电效率。
较高的磁能积可以减少机组30%的质量而不会降低输出功率。
在相同的体积下，永磁式直驱风电机组的输出效率能提高20%，减小电流密度，并且还能减小甚至避免发热和轴承磨损等问题。
高剩磁可以提高发电机气隙磁通的密度，减少铜绕组的使用量，从而节约了成本。
虽然，永磁式直驱风电机组有许多优点而得到了广泛应用，但是根据当前其应用情况，它还有许多不足：一般多级低速的同步发电机的半径比较大，使用永磁材料大大增加了其成本，当风电机组的容量变大时，电机组的设计制造以及运输都会变得十分困难。
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》范文
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》篇一一、引言随着可再生能源的持续发展，风力发电作为一种绿色、环保的能源方式，已逐渐成为全球范围内的研究热点。
在风力发电系统中，永磁同步电机（PMSM）因其高效率、高功率密度和低维护成本等优点，被广泛应用于直驱型风力发电系统。
本文旨在研究基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统的控制策略，以提高系统的运行效率和稳定性。
二、永磁同步电机基本原理永磁同步电机（PMSM）是一种以稀土永磁材料作为转子磁场的电机。
其基本原理是利用电子控制系统控制定子电流的相位和幅值，使电机产生恒定的电磁转矩，从而实现电机的稳定运行。
PMSM具有高效率、高功率密度、低噪音等优点，适用于直驱型风力发电系统。
三、直驱型风力发电系统概述直驱型风力发电系统是指风能直接驱动永磁同步电机进行发电的系统。
该系统无需齿轮箱等传动装置，简化了系统结构，提高了系统的可靠性。
同时，由于直接利用风能驱动电机，使得系统的能量转换效率更高。
四、控制策略研究针对直驱型风力发电系统，本文研究以下控制策略：1. 最大功率点跟踪（MPPT）控制策略：为充分利用风能资源，通过控制电机的工作点在最佳工作曲线附近，实现最大功率输出。
通过实时监测电机的输出功率和风速等信息，调整电机的转速和电压等参数，实现MPPT控制。
2. 速度和电流双闭环控制策略：为保证电机的稳定运行和输出功率的稳定性，采用速度和电流双闭环控制策略。
外环为速度环，根据风速和系统要求设定目标转速；内环为电流环，根据电机定子电流的实际值与参考值之间的误差调整电流控制器，实现对电机转速的精确控制。
3. 故障诊断与保护策略：为保证系统的安全运行，设计故障诊断与保护策略。
通过实时监测电机的运行状态和系统参数，及时发现并处理系统故障。
当系统出现异常时，自动切断电源或调整系统工作状态，避免设备损坏或事故发生。
五、实验与分析为验证所提出的控制策略的有效性，本文进行了实验分析。
稀土永磁材料在风力发电机中应用方案(二)
稀土永磁材料在风力发电机中应用方案一、实施背景稀土永磁材料在风力发电机中的应用方案是基于当前能源结构转型和可再生能源发展的背景下提出的。
随着环境污染和能源消耗问题的日益突出，全球范围内对清洁能源的需求不断增加。
风力发电作为一种可再生能源，具有环保、可持续等优势，因此受到了广泛关注。
然而，传统风力发电机存在效率低、体积大、噪音大等问题，限制了其进一步发展。
稀土永磁材料具有高磁能积、高矫顽力和高抗腐蚀性等优点，可以提高风力发电机的性能，因此在风力发电机中的应用具有重要意义。
二、工作原理稀土永磁材料在风力发电机中的应用主要体现在发电机的转子部分。
传统风力发电机中的转子采用铁芯和铜线绕组，存在能量损耗大、效率低的问题。
而采用稀土永磁材料制作转子，可以提高转子的磁能积和矫顽力，提高发电机的效率和输出功率。
稀土永磁材料的高磁能积可以提高转子的磁场强度，增加发电机的转矩；高矫顽力可以提高转子的稳定性和工作效率；高抗腐蚀性可以延长发电机的使用寿命。
三、实施计划步骤（1）研发稀土永磁材料：根据风力发电机的需求，研发具有高磁能积、高矫顽力和高抗腐蚀性的稀土永磁材料。
（2）设计稀土永磁发电机：根据风力发电机的工作原理和要求，设计适用于稀土永磁材料的发电机结构。
（3）制造稀土永磁发电机：利用研发的稀土永磁材料，制造稀土永磁发电机的转子部分。
（4）测试和优化：对制造的稀土永磁发电机进行测试，优化其性能和效率。
（5）推广应用：将优化后的稀土永磁发电机应用于实际的风力发电项目中。
四、适用范围稀土永磁材料在风力发电机中的应用适用于各种规模的风力发电项目，包括小型风力发电机、中型风力发电机和大型风力发电机。
五、创新要点（1）采用稀土永磁材料制作发电机转子，提高发电机的效率和输出功率。
（2）优化发电机结构，提高稀土永磁材料的利用效率。
（3）提高发电机的稳定性和抗腐蚀性，延长其使用寿命。
六、预期效果（1）提高风力发电机的效率和输出功率，降低发电成本。
《2024年基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》范文
《基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统控制策略的研究》篇一一、引言随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的日益增强，可再生能源的开发与利用已成为当今世界的重要课题。
风力发电作为清洁、可再生的能源形式，其发展前景广阔。
直驱型风力发电系统以其结构简单、维护方便、能量转换效率高等优点，成为风力发电领域的研究热点。
而永磁同步电机（PMSM）因其高效、可靠的性能在直驱型风力发电系统中得到广泛应用。
本文旨在研究基于永磁同步电机的直驱型风力发电系统的控制策略，以提高系统的发电效率和稳定性。
二、直驱型风力发电系统概述直驱型风力发电系统是指风轮机直接驱动永磁同步电机发电的系统。
该系统省去了齿轮箱等传统机械传动装置，简化了系统结构，降低了维护成本。
永磁同步电机利用永磁体产生磁场，无需额外励磁电流，从而减少了能量损耗，提高了系统效率。
三、控制策略研究1. 最大功率点跟踪（MPPT）控制策略为了提高风力发电系统的发电效率，需要实现最大功率点跟踪控制。
MPPT控制策略通过实时监测风速和电机输出功率，调整电机的运行状态，使系统始终处于最佳工作点，从而最大化利用风能资源。
在直驱型风力发电系统中，通过控制电机的转速和电压，实现MPPT控制，提高系统的发电效率。
2. 速度与位置控制策略为了保证永磁同步电机的稳定运行和风力发电系统的可靠性，需要实现速度与位置控制。
通过控制电机的电流和电压，实现对电机转速和位置的精确控制。
同时，结合现代控制算法，如PID 控制、模糊控制等，进一步提高系统的控制精度和稳定性。
3. 故障诊断与保护策略为确保直驱型风力发电系统的安全运行，需要实现故障诊断与保护策略。
通过实时监测电机的电流、电压、温度等参数，及时发现系统故障并采取相应措施。
同时，设置保护装置，如过流保护、过压保护、过热保护等，防止系统因故障而损坏。
四、实验与分析为验证所提控制策略的有效性，进行了一系列实验。
实验结果表明，采用MPPT控制策略的直驱型风力发电系统能够实时跟踪最大功率点，提高系统的发电效率；速度与位置控制策略能够保证电机的稳定运行和系统的可靠性；故障诊断与保护策略能够及时发现并处理系统故障，保护系统安全运行。
稀土永磁无刷直流电机的计算机控制技术研究
西北工业大学硕士学位论文稀土永磁无刷直流电机的计算机控制技术研究姓名：郝卫生申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：季小尹20030301西北工业大学硕上学位论文摘要摘要稀土永磁无刷直流电机是近年来迅速发展起来的一项新技术、新产品。
它集有刷直流电机和交流异步电机的优点于一身，并很好地克服了上述二种电机的不足之处，因而得以日趋，４’泛的应用。
本文在参考有关资料的基础上，结合作者的工作实践，对稀土永磁无刷直流电机的计算机控制技术进行了比较深入、系统的研究。
论文首先简要阐述了稀土永磁无刷直流电动机的基本构成与工作原理，然后讨论了其控制策略；接着，介绍了无转子位置传感器稀土永磁无刷直流电动机的原理特点及其控制方法，给出了一种基于专用集成电路ＴＤＡ５１４０Ａ的开、闭环控制系统设计方案；然后，详细介绍了电梯门机用稀土永磁无刷直流电动机调速系统，分别阐述了系统总体方案设计、控制系统硬件设计、软件设计和软件仿真；另外，论文在分析了电动汽车用电机的技术特点、控制规律之后，提出了电动汽车用稀土永磁无刷直流电机的双向控制方法，研究了ＡＣ／ＤＣ双向变换器的构成方案；论文最后探讨了稀土永磁无刷直流电机及相关技术的发展前景。
关键词：稀土永磁电动汽车无刷直流电机ＴＤＡ５１４０Ａ电梯门机８０Ｃ１９６ＫＢ两北Ｔ业大学硕ｌｊ学位论文ＡｂｓＷａｃｌＡｂｓｔｒａｃｔＲａｒｅｅａｒｔｈｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｂｒｕｓｈｌｅｓｓｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｍｏｔｏｒ（ＲＥＰＭＢＬＤＣＭ）ｉｓａｎｏｖｅｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｓｗｅｌｌａｓａｎｅｗｐｒｏｄｕｃｔｔｈａｔｈａｓｂｅｅｎｒａｐｉｄｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓＩｔｎｏｔｏｎｌｙｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＤＣｍｏｔｏｒａｎｄａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｍｏｔｏｒ，ｂｕｔａｌｓｏｇｅｔｓｏｖｅｒｂｏｔｈｏｆｔｈｅｉｒｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓＴｈｅｒｅｆｏｒｅＲＥＰＭＢＬＤＣＭｉｓｇｅｔｔｉｎｇｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄＲｅｆｅｒｒｉｎｇｔｏｒｅｌｅｖａｎｔｄａｔｕｍ，ａｎｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｕｔｈｏｒ’Ｓｗｏｒｋｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈｉｓｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｃａｒｒｉｅｓｏｕｔａｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｌｙｐｅｎｅｔｒａｔｉｖｅａｎｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｐｐｌｉｅｄｔｏＲＥＰＭＢＬＤＣＭＦｉｒｓｔｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｅｓｓｅｎｔｉａｌｍａｋｅｕｐａｎｄｗｏｒｋｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｍｏｔｏｒｓｙｓｔｅｍｉＳｂｒｉｅｆｌｙｅｘｐａｔｉａｔｅｄ．Ｔｈｅｎｉｔｓｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔ，；ｇｉｅｓａｌｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ；Ｉｎｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ，ｔｈｅｔｈｅｓｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｓｏｆａｐａｒｔｉｃｕｌａｒｋｉｎｄｏｆＲＥＰＭＢＬＤＣＭ，ｗｈｉｃｈｈａｓｎｏｐｏｓｉｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒｏｎｉｔｓｒｏｔｏＬＡｌｓｏ，ｉｔｇｉｖｅｓａｄｅｓｉｇｎｐｒｏｊｅｃｔｏｆｂｏｔｈｏｐｅｎｌｏｏｐａｎｄｃｌｏｓｅｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｓｕｃｈｋｉｎｄｏｆｍｏｔｏｒ，ｂａｓｅｄｏｎＡＳＩＣＴＤＡ５１４０Ａ；Ａｆｔｅｒｗａｒｄｓ，ｔｈｅｔｉｍｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｅｌｅｖａｔｏｒｄｏｏｒｄｒｉｖｅｄｅｖｉｃｅａｄｏｐｔｉｎｇＲＥＰＭＢＬＤＣＭｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ，ｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｓｙｓｔｅｍｐｒｏｊｅｃｔｄｅｓｉｇｎ，ｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｉｍｉｔａｔｉｏｎ；Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ａｆｔｅｒａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｐｅｃｕｌｉａｒｉｔｉｅｓｏｆｍｏｔｏｒｕｓｅｄｉｎｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓ（ＥＶ），ｔｈｅｄｉｓｃｏｕｒｓｅｂｒｉｎｇｓｆｏｒｗａｒｄａｄｕａｌ—ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｍｅａｎｓｆｏｒＥＶｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆＲＥＰＭＢＬＤＣＭ，ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇｉｎｔｏｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＡＣ／ＤＣｔｙｐｅｄｕａｌ—ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｃｏｎｖｅｎｅｒ；Ａｔｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄｏｆＲＥＰＭＢＬＤＣＭａｎｄｉｔｓｒｅｌｅｖａｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉＳｄｅｓｃｒｉｂｅｄＫｅｙｗｏｒｄｓ：ＲＥＰＭＥＶＢＬＤＣＭＴＤＡ５１４０ＡＥｌｅｖａｔｏｒｄｏｏｒｄｒｉｖｅ８０Ｃ１９６ＫＢ西北工业大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论１．１引言２ｌ世纪是一个充满无限生机和活力的新世纪，同时也是各项高新技术蓬勃发展和兴起的时代，也定将使现己存在的一些极具潜力的技术获得更为广阔的应用和发展空间。
稀土永磁同步电机设计制造中的控制要点
稀土永磁同步电机设计制造中的控制要点徐立超龙煤矿业集团股份有限公司双鸭山分公司供电公司,黑龙江双鸭山(155100)摘要通过在绕组设计、磁极装配和转子加工及存放等多个方面介绍在稀土永磁同步电机在设计制造过程中关键点的控制。
其中主要是结合企业制造经验,给出了一些经验数据、使用材料及常用处理手段。
关键词永磁同步电机;永磁体固定;型式试验中图分类号:T M301.3;TM313文献标识码:A文章编号:1008-7281(2011)01-0013-02Control Points for Designing andM anufacturing Rare-Eart h P M S MX u L icaoAbstract Th is paper i ntroduces the key poi nts c ontrolle d i n the process of desi gni ng and manufacturing rare-earth per m a nent-m agnet synchr onousmachi ne fr o m m a ny aspects suc h as de-si gn o fw i ndi ng,asse mbli ng ofm agnetic pole,and processi ng and storage of rotor.So m e exper-i ence data,used materi a l and co mm only-used m eans are g iven i n c o mb i nation w ith enter prise s' manufacturing experi ence.K ey wor ds P M S M;fixing o f per mane nt m agnet;type test0引言现在国际国内全面提倡低碳生产生活,世界各大国和组织大多颁布了相关的节能法案和标准,充分的利用有限的能源创造更多的价值是全人类追求的共同目标。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在 交 一直 交变 流控 制 系统 中 ，为 了满 足 运 行过 程 中 有 良好 的动 态特 性 ，就 需要 在保 证 发 电机输 出 电压适应 电 网 电压变 化 的 同时 ，发 电机 和 电 网上 产生尽 可 能 低的谐 波
电 流 ；在 提 供 稳 定 的 功 率 基 础 上 ，具 有 可 控 制 的功 率 因 数 ；在控 制 系统 相对 简便 的情况 下 ，使 得发 电机 电磁转 矩
控 制 策略 。
回族 ，宁夏 石嘴 山人 ，本科 ，副教 授 ，研究方 向：能 源 技 术 、 自动 控 制、测 控仪表 。
．
巩 真 女 （ １ ９ ８ ４ ４ 一） 汉 族 ， 内蒙 古 包 头 人 ，硕 士 ．讲 师 研 究 方 向 ：新 能 源 技术。
关键 词 稀土永磁直 驱风 力发 电机组 ；转 矩与桨距角控制 ；最大功率跟踪
稀 土永 磁直驱风机控制策略研究
马宏 革 巩 真
包 头轻 工 职 业 技 术 学 院 能源 工 程 学 院 ， 内 蒙古 包头 ０ １ ４ ０ ５ ０
马宏革
马宏 革 男 《 １ ９ ６ ６ １ ２ 一）
摘要
永磁 直 驱风 力发 电机 组 由于拥 有能量转换 效率 高、 可靠性 强 以及并 网功率控 制 灵 活 等优 点 ，从 而 成 为 当今 风 力发 电技 术 的研 究 热 点 。 本 文提 出 变流 电路 的主 电路 拓扑采 用不控 整流＋ 双重斩波＋两个Ｐ Ｗ Ｍ 并 网逆 变结构形式 ；面向最 大功率追踪 的转矩 与桨距 角控制 ， 以及 系统最大风 能捕 获的稀 土永磁直 驱风 机
， 一 ，
ｕ墩 醛 搜
Ｄ ： ｌ Ｄ ３ ０ Ｓ
《
换部 分采 用两重 Ｐ ＷＭ 逆变器 。 将直 驱风 机系 统及 其 一 ‘ ， 、 皂 ， ；
变 流 主 电 路 由以 下 几部 分 组 成 ：永 磁 同步 发 电机 系 统 ，三 相 不 控 整 流 电路 ，双 重 升 压 斩 波 电 路 ，制 动 单元，两重并网逆变电路 ，滤波电路。
可控。
３面 向最大功率追踪 的转矩与桨距角控制策略
３ ． １ 变 桨控 制
１稀土永磁直驱机系统结构
稀 土 永磁 式 直驱 风 力 发 电系 统主 要 由风 轮 、永 磁 发 电 机 、全功率变流器、变压器及控制系统等构成 。风轮从风 中捕 获风 能 ， 并通过 传 动 系统将风 能转 换 为机械 能 ，风轮 带 动 永 磁发 电机旋 转 将 获得 的 机械 能转 换 为 电能 ，全 功 率 变 流 器将发 电机 发 出的 电能 转换 为 符 合 电 网要 求 的 电能 经 变
效率 和保 证风 电机 组获得 平稳 的功率 输 出 。 ３ ． ３转矩 和 桨距 角控制 策略
达到 理想状 态 。变桨 距控 制机构 示意 图如 图 ２ 所示。
如图４ 所示 ， 在最佳叶尖速比工作区和恒转速工作区， 系 统 采 用 自适应 模糊控 制实 时控制 永磁 发电机 电磁转矩 ， 使 发
电机 转速 跟随 风 速的 变化 ， 保持 最佳 叶尖 速 比 ， 从而 实现 最 大风能捕获。高风速时 ， 在发电机转速高于额定转速时 ， 转 矩 保 持额 定 转矩 ， 保证 吸收 功率 的稳 定 ， 实现 机组 的变 速恒 图２ 变桨距 控制 机构 由于 自然界 风 速处 于不 断 变化 中 ，较短 时 间 内的 风速 上升 或 下降 总是 不 断的发 生 ，因此变 桨距 机 构也 在不 断 的 动作 ，从而 获得 最大 的功 率输 出 。 ３ ． ２机 组运行 区域 的划 分和控 制 目 标 根 据风 速情 况 以 及永 磁式 直 驱风 力发 电机 组 的功 率 特
Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － ８ ９ ７ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ２ ４ ． ０ ６ １
引 言
稀 土 永 磁直 驱式 风 力发 电机 ，是 一 种 由风 轮直 接 驱 动 发 电机 的 风 力发 电机 组 ，亦 称 无齿 轮风 力发 电机 。 由于 目 前 在某 些 兆瓦 级 风 力发 电机 组 中 齿轮 箱是 容 易过 载 和损 坏 率较 高 的 部件 ，而无 齿 轮箱 的直 驱 方式 能 有效 地减 少 由于 齿轮 箱 磨 损 问题而 造 成 的机 组 故障 ，可 有 效提 高 系统 运 行 的可 靠性 和 寿命 ，减 少维 护成 本 ，因而 得到 了市 场青 驱风力发 电机组控制系统中 ，变流系统
主 电路 采 用 交 直 一交 结 构 ，将 风 力发 电机 发 出 的 能
量送入 电网。其中交 一直 变换部分采用三相不控整流 器 ，直 一直 变 换 部 分采 用双 重 升 压 斩 波 器 ，直 一交变
变 流 系统 的主 电路 图确 定为 如 图 １所示 。
中 国科 技信 息 ２ ０ １ ３年 第 ２ ４期 ’ Ｃ ＨＩ Ｎ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ ＮＤ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ ＮＯＬ ＯＧ Ｙ Ｉ ＮＦ ＯＲ ＭＡ Ｔ Ｉ ＯＮ Ｄ ｅ ｃ ． ２ ０ １ ３
推 广 技 术
基金项目：内蒙古自治区高等学校科学研究项目 （ 项目编号 Ｎ Ｊ １ ０ ２ ９ ５ ）
１７１
ｃ 一 专 ｒ ： ～ 。 ～ ｃ 音 ｊ ｒ
Ｉ ’ ＇一 １ ： ■
节
图１稀土永磁直驱风力发 电机组拓扑结构
推 广 技 术
中 国 科 技 信 息 ２ ０ １ ３ 年 肇 ２ ４ 期・ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ Ｎ Ｄ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｄ ｅ ｃ ． ２ ｏ １ ５
压 器送 入 电 网 。
由于 变 桨距 系 统 的响 应速 度 受到 限制 ，对快 速 变化 的 风 速 ，通 过 改变 节距 来输 出功率 的效 果 并不 理 想 。因此 ， 为 了优化 功率 曲线 ，其功 率 反馈 信号 不 再作 为直 接 控制 桨 叶 节 距的 变量 。变桨 系统 由风速 低频 分 量和 发 电机 转速 控 制 ，风 速 的高 频分 量 产生 的 机械 能波 动 ，通 过迅 速 改变 发 电机 的转 速来 进 行平 衡 ，通 过 电流控 制 器对 发 电机 转差 率 进 行控 制 ，即 随着 风 速变 化 ，调 节动 能形 式 ，是 功率 曲线