基于大电感永磁发电机的小型风力发电系统研究

发布时间：2017-12-10 04:08

  本文关键词：基于大电感永磁发电机的小型风力发电系统研究

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【摘要】：近年来,由于化石燃料带来的雾霾等环境问题逐渐引起了社会的关注,人们对于新能源的需求不断增加。在我国,风能是一种广泛存在的清洁能源,风力发电具有很大的市场和效益,因此小型风力发电系统成为研究的热点方向之一。相比于电感较小的传统永磁风力发电机,大电感永磁风力发电机具有工作风速范围宽、输出电流基本恒定、便于维护等优点,更适合风速变化范围较大的小型风力发电场所。本文从大电感永磁发电机的特性入手,对适合该电机的小型风力发电系统进行了研究。本文论述了国内外小型风力发电系统的发展状况以及发展前景,分析了永磁风力发电机的分类,并对大电感电机的特性进行了研究。其次对各种风力发电系统的拓扑结构进行了分类和探讨,在此基础上确定了本文采用不可控整流加三相电流型逆变器的拓扑结构,该拓扑具有结构简单、控制容易、成本低廉等优点。逆变器是小型风力发电系统的关键,因此文章详细研究了三相电流型逆变器的工作原理,并且在MATLAB仿真环境中搭建了小型风力发电系统的仿真模型,仿真结果能够输出可并网的电流波形,验证了该拓扑结构和系统模型的正确性。接着引入直接电流控制策略,减小了输出波形的畸变率；介绍了一种最大功率跟踪控制的方法。最后本文在仿真的基础上设计并搭建了系统的硬件实验平台,包括整流电路、逆变电路、滤波电路和电流检测电路等。另选取TMS320F28335 DSP作为控制芯片,在CCS v3.3环境下编写了控制程序,初步实验结果证明了本文研究的小型风力发电系统的可行性。
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614

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