流-热-磁场耦合对风力发电机输出电流与效率的影响研究
发布时间：2021-12-18 18:07
针对风力发电系统因风轮与发电机匹配特性、来流矢量特性、输出端负载特性以及内部流-热-磁三场双向耦合而导致输出电流谐波含量大、三相不平衡及机组效率低下等问题,开展永磁风力发电机组多因素耦合对电流特性的影响研究。本研究立足于计算流体力学、传热传质学及电磁学等风电相关学科理论基础,结合适应不同耦合过程的有限单元法、有限体积法及有限公式法,首先确定符合直驱式风力发电机组运行特性的多物理场场路耦合计算方法,得到发电机内部流场、温度场及电磁场的双向迭代思路,寻找机组匹配特性对发电机输出特性的影响方式,确定风电机组多因素影响输出特性的研究路线;然后,基于该分析方法,为确定电流特性的影响因素及影响程度,进行PIV流场测试与输出特性采集实验,得到近尾迹流场矢量分布与电流特性动态变化规律,确定发电机多场耦合求解域的初始入流条件及尾迹流场?流率,为后续多场耦合计算及整机?效率即输出效率计算提供基础;进而以尾迹流场测试矢量结果与不同工况转速测试结果作为数值模拟分析初始约束,进行永磁风力发电机内部流-热-磁三场场路耦合计算,得到内、外流速矢量分布,对流换热性能分布及受流、热两场制约的电磁特性动态变化特征、动态磁...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验测试系统
台架 数据采集设备 数据读取设备 试设备图 3.1 实验测试系统Fig.3.1 The testing system of the units’power q试实验结构风电机组在不同工况下近尾迹流场变化究运用高频 PIV 测试技术针对直驱式风电 3.2 所示。
第三章 小型风力发电机组电能质量测试片光源镜头内，照亮流场中一个很薄的（1-2mm）面；在于激光面垂直方向跨帧 CCD 相机摄下流场层片中的流动粒子图像，然后把图像数字化送入用自相关或互相关原理处理，能在同一瞬间记录下大量空间点上的速度分并可提供丰富的流场空间结构以及流动特性。 技术可应用于风洞实验中，以研究湍流结构、非定常或周期性流动，捕捉，测量复杂流场，获得流场全场特性，测量流场的空间相关性，实现射流研流动测量（微米量级）、多相流测量、测速范围宽（0—超音速），受外界。试选用的两种风轮翼型均在 NACA 系列翼型基础上改进后重塑而成。其一进翼型，其二在初始翼型基础上作开槽设计，为描述方便按次序称为 N1 翼型，其结构如图 3.2。发电机作为作为风电系统主要构件，其结构参数直输出特性及能量利用效率。本研究所选用样机如图 3.3，参数如表 3.1。
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑极限热负荷下高过载永磁同步电机的研究[J]. 李立毅,张江鹏,赵国平,于吉坤,闫海媛. 中国电机工程学报. 2016(03)
[2]舵机用永磁同步电机的设计与温度场分析[J]. 陈益广,郑军,魏娟,郑再平,郭喜彬. 电工技术学报. 2015(14)
[3]永磁体涡流损耗与永磁同步电机温度场研究[J]. 魏雪环,兰志勇,谢先铭,廖克亮,李虎如,陈麟红. 电机与控制应用. 2015(05)
[4]基于等效热网络法的定频双转子永磁风力发电机的热分析[J]. 张建忠,姜永将. 电工技术学报. 2015(02)
[5]齿槽形状对永磁风力发电机温度场分布的影响[J]. 温彩凤,汪建文,孙凯,孙素丽. 可再生能源. 2014(12)
[6]电能质量指标的完善化及其展望[J]. 林海雪. 中国电机工程学报. 2014(29)
[7]基于棱边元法的永磁风力发电机沟槽电磁及热分析[J]. 温彩凤,汪建文,孙素丽. 太阳能学报. 2014(09)
[8]变频控制下永磁同步电机温度场分析[J]. 丁树业,郭保成,冯海军,章艺,王海涛,郭长光. 中国电机工程学报. 2014(09)
[9]多领域协同仿真的高密度永磁电机温升计算[J]. 张琪,鲁茜睿,黄苏融,张俊. 中国电机工程学报. 2014(12)
[10]基于ARIMA和神经网络的电能质量稳态指标预测[J]. 苏卫卫,马素霞,齐林海. 计算机技术与发展. 2014(03)
博士论文
[1]现代电力系统电能质量评估体系的研究[D]. 陶顺.华北电力大学（北京） 2008
硕士论文
[1]电能质量综合评估研究[D]. 时成侠.吉林大学 2016
[2]电气化铁路牵引负荷电能质量评估方法[D]. 邱倩.华北电力大学 2014
[3]电能质量综合评估方法及其在海上风电场中的应用[D]. 孙瑞香.浙江大学 2014
[4]电能质量的指标、综合评估与监测管理系统[D]. 梁梅.华南理工大学 2010
本文编号：3542919
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验测试系统
台架 数据采集设备 数据读取设备 试设备图 3.1 实验测试系统Fig.3.1 The testing system of the units’power q试实验结构风电机组在不同工况下近尾迹流场变化究运用高频 PIV 测试技术针对直驱式风电 3.2 所示。
第三章 小型风力发电机组电能质量测试片光源镜头内，照亮流场中一个很薄的（1-2mm）面；在于激光面垂直方向跨帧 CCD 相机摄下流场层片中的流动粒子图像，然后把图像数字化送入用自相关或互相关原理处理，能在同一瞬间记录下大量空间点上的速度分并可提供丰富的流场空间结构以及流动特性。 技术可应用于风洞实验中，以研究湍流结构、非定常或周期性流动，捕捉，测量复杂流场，获得流场全场特性，测量流场的空间相关性，实现射流研流动测量（微米量级）、多相流测量、测速范围宽（0—超音速），受外界。试选用的两种风轮翼型均在 NACA 系列翼型基础上改进后重塑而成。其一进翼型，其二在初始翼型基础上作开槽设计，为描述方便按次序称为 N1 翼型，其结构如图 3.2。发电机作为作为风电系统主要构件，其结构参数直输出特性及能量利用效率。本研究所选用样机如图 3.3，参数如表 3.1。
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑极限热负荷下高过载永磁同步电机的研究[J]. 李立毅,张江鹏,赵国平,于吉坤,闫海媛. 中国电机工程学报. 2016(03)
[2]舵机用永磁同步电机的设计与温度场分析[J]. 陈益广,郑军,魏娟,郑再平,郭喜彬. 电工技术学报. 2015(14)
[3]永磁体涡流损耗与永磁同步电机温度场研究[J]. 魏雪环,兰志勇,谢先铭,廖克亮,李虎如,陈麟红. 电机与控制应用. 2015(05)
[4]基于等效热网络法的定频双转子永磁风力发电机的热分析[J]. 张建忠,姜永将. 电工技术学报. 2015(02)
[5]齿槽形状对永磁风力发电机温度场分布的影响[J]. 温彩凤,汪建文,孙凯,孙素丽. 可再生能源. 2014(12)
[6]电能质量指标的完善化及其展望[J]. 林海雪. 中国电机工程学报. 2014(29)
[7]基于棱边元法的永磁风力发电机沟槽电磁及热分析[J]. 温彩凤,汪建文,孙素丽. 太阳能学报. 2014(09)
[8]变频控制下永磁同步电机温度场分析[J]. 丁树业,郭保成,冯海军,章艺,王海涛,郭长光. 中国电机工程学报. 2014(09)
[9]多领域协同仿真的高密度永磁电机温升计算[J]. 张琪,鲁茜睿,黄苏融,张俊. 中国电机工程学报. 2014(12)
[10]基于ARIMA和神经网络的电能质量稳态指标预测[J]. 苏卫卫,马素霞,齐林海. 计算机技术与发展. 2014(03)
博士论文
[1]现代电力系统电能质量评估体系的研究[D]. 陶顺.华北电力大学（北京） 2008
硕士论文
[1]电能质量综合评估研究[D]. 时成侠.吉林大学 2016
[2]电气化铁路牵引负荷电能质量评估方法[D]. 邱倩.华北电力大学 2014
[3]电能质量综合评估方法及其在海上风电场中的应用[D]. 孙瑞香.浙江大学 2014
[4]电能质量的指标、综合评估与监测管理系统[D]. 梁梅.华南理工大学 2010
本文编号：3542919
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