一种综合利用风能洋流能的新型双转子发电机的设计

垂直轴发电机与水平轴发电机相比,具有适应性较强、结构简单、风能利用率较高等诸多优点和广阔的市场应用前景。采用H型垂直轴风力机与水轮机分别连接双转子发电机的内转子与外转子,在风力和水流的作用下,风力机与水轮机带动双转子的内外转子逆向旋转发电,并基于SolidWorks和3DMAX等软件,制作模型与仿真,设计了一种综合利用风能、洋流能的新型双转子发电机。该新型发电机可应用于风能与洋流能资源丰富的岛屿及海域,有很大的研究价值与应用前景。

基于双转子发电机的风光互补发电系统优化策略研究

本文为了研究提高风光互补发电系统的效率,引入了双转子发电机结构,有效提高了发电效率和电力输出的稳定性。以期为国内风光混合发电系统优化问题的合理解决提供参考。

不平衡电压下双笼转子无刷双馈发电机的多目标控制

该文以双笼转子无刷双馈感应发电机为主要研究对象。为了解决不平衡电网电压带来的功率绕组(power winding,PW)定子绕组功率脉动和电流不平衡的问题,设计了简化矢量控制策略,对PW侧谐波功率和负序电流进行抑制。此外,通过建立控制绕组(control winding,CW)电流统一表达式,对各个控制目标之间的关系进行了数学推导和理论分析。在此基础上,建立了PW电流不平衡度约束条件下,针对PW有功功率脉动幅值和无功功率脉动幅值的多目标控制数学模型。并采用粒子群算法进行求解,对CW统一电流表达式中的系数进行优化,计算CW参考电流值从而实现多目标控制。最后在双笼转子无刷双馈感应发电机实验平台上,对所提出的控制策略的有效性和理论推导的正确性进行了验证。

双转子永磁同步风力发电机的最大功率跟踪控制

针对通风管道系统,安装单台永磁同步风力发电机不能二次利用风能、风能利用率低,安装多台成本较高的缺点,提出一种具有前后两个半径不同的风机,且风机旋转方向相反的双转子永磁同步风力发电机。在分析双转子永磁同步风力发电机和传统最大功率跟踪控制的工作原理的基础上,得出前后风机风轮半径的关系、前风机作用下发电机输出功率和前风机的最佳转速的算法,提出一种不需检测风速、基于前风机作用下发电机输出功率反馈的转速控制方法。仿真证明,在设计合适的前后风机风轮半径和所提的转速控制的基础上,实现了双转子永磁同步风力发电机的最大功率跟踪控制。

笼型转子无刷双馈发电机的间接功率控制

针对无刷双馈发电机(BDFIG)在变速恒频风力发电系统中有功功率和无功功率的控制问题,提出一种笼型转子无刷双馈发电机并网后的间接功率控制方法。利用BDFIG统一坐标系模型推导出有功功率与控制绕组磁链幅值和相位增量之间的解析关系,在此基础上设计有功功率和无功功率的控制器,建立间接功率控制系统的结构框图。样机并网后的实验结果表明该方法能够实现有功功率与无功功率的控制。该方法无需进行旋转坐标变换,用到的电机参数较少,构成的控制系统结构简单。

双转子永磁同步风力发电机的最大功率跟踪控制

转速控制是永磁同步风力发电系统的最大功率跟踪控制的方法之一,该文在分析了双转子永磁同步风力发电机的数学模型、特性和搭建了双转子永磁同步风力发电机的仿真模型的基础上,将转速控制方法应用到管道式双转子永磁同步风力发电系统中。仿真结果表明:前后风力机设计合适的叶片,转速控制可应用到新型的双转子永磁同步风力发电机,前后风力机可能都实现最大风能跟踪,具有一定的理论意义。

双转子直驱式永磁风力发电机设计研究

为了保证双转子永磁风力发电机的两个转子等速对转,研究此发电机的设计方法。分析定子耦合磁场并联磁路和串联磁路交替的特点,建立基于并联磁路的等效磁网络模型。采用不同的永磁材料和转子尺寸配合的方法,保证稳态时双转子产生等大反向的转速,并设计双转子转速跟随的矢量控制策略,使风场紊乱时双转子维持等速。有限元分析和实验结果显示,内外电机的电流频率和相位基本相同,输出电压畸变较小。

双定子笼障转子无刷双馈发电机冷却空气流变特性数值分析

双定子笼障转子无刷双馈发电机(DSCBR-BDFG)采用了背靠背笼障转子以及双定子结构,因此其具有磁场耦合能力强、功率密度高、容错性能好等优势。针对该发电机结构复杂、散热困难、额定运行时局部温升较高的问题,研究通风结构内部冷却空气的流变特性对发电机冷却系统优化设计具有重要意义。以一台50kWDSCBR-BDFG样机为研究对象,阐述了该发电机的机械结构、绕组联结方式以及励磁控制系统,分别建立内外流体区域的三维物理模型和数学模型,给出边界条件和基本假设,根据流体力学理论,采用有限体积法对其湍流控制方程进行数值求解,得到了发电机内部空间不同位置的空气流速、流量以及迹线等空间分布特点,并对其进行详细分析。通过研究揭示了DSCBR-BDFG内部冷却介质流变特性的分布规律,为后续对该发电机通风冷却结构的优化设计提供依据。

齿谐波法设计的无刷双馈发电机运行范围

转子绕组采用齿谐波法设计的无刷双馈电机在变速恒频发电领域有着广泛的应用前景,而影响其应用的关键在于电机运行的可靠性。要实现电机可靠运行,则必须考虑电机能可靠运行的约束条件。约束条件主要包含运行时电机的电负荷、磁负荷和变频器容量等。根据齿谐波法绕线转子无刷双馈发电机在船用轴带领域的实际工况,依据绕线转子无刷双馈电机全电路模型,对轴带发电机电负荷的组成及其对电机温升的影响、磁负荷选择的依据和变频器容量的选择等进行了分析,推导了绕线转子无刷双馈发电机可靠运行的范围。计算和样机实验对比验证了结论的正确性。

小型双转子永磁同步风力发电系统的研究

提出了一种新型的双转子永磁同步风力发电机,有两个螺旋桨,一前一后,设计集风套桶,可以二次利用风能,降低建压风速,提高风能利用率。在分析了双转子永磁同步风力发电机的工作原理、数学模型和特性的基础上,提出了一种适合管道式双转子永磁同步风力发电系统的最大风能跟踪控制策略。仿真结果证明了控制策略的正确性,提高了系统风能利用率,具有一定的理论意义。

双转子永磁同步风力发电系统的最大功率跟踪控制

为了加宽工作风速范围,在低风速时也能建压,提高风能利用率,介绍了一种新型的双转子永磁同步风力发电机,在分析了双转子永磁同步风力发电机的工作原理、数学模型的基础上,提出了一种适合低风速的双转子永磁同步风力发电系统的最大风能跟踪控制策略。仿真结果证明了控制策略的正确性,并且控制简单,运行可靠,具有一定的理论意义。

H型垂直轴双转子风力洋流发电机的设计

直轴发电机与水平轴发电机相比,具有适应性较强、结构简单、风能利用率较高等诸多优点和广阔的市场应用前景。采用H型垂直轴风力机与水轮机分别连接双转子发电机的内转子与外转子,在风力和水流的作用下,风力机与水轮机带动双转子的内外转子逆向旋转发电,并基于Solid Works和3DMAX等软件,制作模型与仿真,设计了一种综合利用风能、洋流能的新型双转子发电机。该新型发电机可应用于风能与洋流能资源丰富的岛屿及海域,有很大的研究价值与应用前景。

电磁耦合强混合动力车技术研究

混合动力车的节油和减排效果应明显,开发强混合动力车是最现实的解决方案。基于动力伺服概念,以直接电磁耦合技术,选择机械功率透过式双电机方案,开发了动力伺服油电强混合动力系统,同时对整车动力系统结构、工作原理以及整车控制策略进行了分析。运用Matlab/Simulink建立整车模型,对发动机、电动机以及双转子发电机的输出转矩进行了仿真分析,在电机试验台架上对电机的外特性以及工作效率进行了相关试验。研究结果表明:输出转矩仿真值能很好的满足循环工况需求,且电机输出效率高,可达86%,满足混合动力车设计要求。上述研究对今后电磁耦合油电强混合动力车的整车标定匹配工作具有参考作用。

海洋资料浮标多源耦合供电装置的设计与研究

针对目前大多数海洋资料浮标由太阳能电池和蓄电池联合供电而续航能力不足的问题,提出一种风、光、流多种能源耦合供电装置。该装置利用双转子发电机作为风能和潮流能协同发电的载体,兼有高发电效率与小体积轻重量的优越性能,采用的磁悬浮轴承减小了双转子发电机的机械摩擦功耗。文中在分析光伏发电和风流协同发电运行机理的基础上,结合浮标用电需求,对各发电模块进行了模型建立及参数设计。研究表明,该供电装置可充分利用多种能源的时空互补性,稳定满足浮标各设备的用电需求,保证其长期高效运行。