面向波浪发电优化控制的开关磁阻发电机四象限推力分配策略

直线开关磁阻发电机(LSRG)由于其成本低、可靠性高,十分适合直驱式波浪发电的应用场合。为了提升波浪能的捕获效率,波浪发电装置需要采取优化控制策略来主动地改变浮体-波浪间的相互作用,此类策略要求电机在全部四个象限下具备推力指令跟踪的功能。然而,现有的波浪发电LSRG往往工作在固定开通-关断角的模式下,无法满足这一要求。为此,该文提出一种基于优化推力分配函数的LSRG控制方案,以使电机在四象限下以最小的推力波动实现推力指令跟踪。提出考虑直流电压受限这一约束条件的优化推力分配函数,并进一步讨论其在四象限下的实现方案。搭建LSRG-永磁同步电机对拖实验平台以模拟实际波浪发电工况,在恒定速度、阻尼控制和谐振控制的运行条件下,验证了所提出控制方案的有效性。

混合直线开关磁阻发电机发电效率研究

针对在海洋环境下低速运行的传统直线开关磁阻发电机发电效率较低的问题,本文提出了一种新型混合直线开关磁阻发电机,将永磁体按规定尺寸加入传统直线开关磁阻发电机动子的齿间。对此混合直线开关磁阻发电机进行有限元建模,分析其磁感线分布;在此基础上分析发电机的结构特点和工作原理,建立发电数学模型,并以此发电机为被控对象,利用Ansys Simplorer和Ansys Maxwell搭建联合仿真发电系统,最后通过仿真数据对传统直线开关磁阻发电机与混合直线开关磁阻发电机的发电效率进行对比分析。分析结果表明,混合直线开关磁阻发电机发电效率较传统直线开关磁阻发电机提高了10.64%。

一种直线开关磁阻发电机的设计与有限元分析

用于海浪发电的传统直线开关磁阻发电机存在发电效率低、径向磁拉力较大以及噪声大等问题.为了提高直线开关磁阻发电机的发电效率、减小径向磁拉力、降低噪声,基于开关磁阻发电机和永磁发电机的工作原理,设计了一种新型结构的永磁双边直线开关磁阻发电机,采用Ansoft Maxwell软件对发电机2D模型进行有限元分析,研究了发电机径向磁拉力及电磁特性.仿真结果表明,发电机结构及参数合理,相与相之间实现了零互感,与传统直线开关磁阻发电机相比,径向磁拉力明显减小,磁链值增大,提高了发电效率.

双边直线开关磁阻发电系统建模与仿真研究

对直线开关磁阻发电机进行结构选型,根据双边直线开关磁阻发电机的结构特点及运行原理,建立以双边直线开关磁阻发电机为波能转换装置的波能发电系统,给出在固定开通/关断位置控制方法下的励磁功率、发电功率以及电压输出波形,并对双边直线开关磁阻发电系统进行功率分析。结果表明,双边直线开关磁阻发电系统具有连续发电能力,并且输出效率高达80.6%。采用电压外环PID调节加位置内环控制的双闭环控制策略对双边直线开关磁阻发电系统进行仿真研究,系统仿真结果表明,双闭环控制策略完成恒压控制,验证了双闭环恒压控制策略在双边直线开关磁阻发电系统中的可行性。

波能直驱互感耦合式开关磁阻发电机的最佳效率跟踪控制

以波浪能转换系统中功率变换器为载体,根据互感耦合式直线开关磁阻发电机(LSRMC)的结构特点及运行原理,以最大波能转换为目标,采用在线计算最佳开通关断位置的方法,研究了LSRMC的最佳效率跟踪控制,并通过有限元分析和实验结果相互比较的方法对控制效果进行了验证.结果表明,与开关位置未优化的情况相比,采用最佳功率跟踪控制的电机获得的效率更高,并改善了系统的运行稳定性.此控制方法简单、易实现,为LSRMC在波浪能发电工程应用领域的进一步发展奠定了基础.

一种直线开关磁阻电机发电研究

针对因在低速运行的实际环境下传统直线发电系统结构复杂而难以得到广泛应用的问题,试制一种相间解耦的直线直驱式开关磁阻发电机,以这种开关磁阻发电机为被控对象,构建直线发电系统。依据直线开关磁阻发电机的结构特点及运行原理,建立直线开关磁阻发电机的数学模型。采用有限元方法分析发电机的磁场分布特性,对发电机励磁位置进行仿真优化,得出发电机在1 m/s额定速度下的最佳开通和关断位置。应用位置控制和脉宽调制电流斩波控制两种控制方法进行仿真和实验,获取发电机的相电流输出波形。仿真结果和实验结果表明,这类直线开关磁阻发电机均具有低速发电能力,直线直驱式开关磁阻发电系统能够达到低速直线发电的目的。

两种结构的双边型直线式SRM电磁特性比较分析

比较了整体式和分块式的双边型开关磁阻直线电机(DLSRM)。通过对DLSRM的有限元仿真来研究它的静态电磁特性,分别对比了两种结构DLSRM的磁力线分布、磁密分布、相电感和电磁推力,利用搭建的样机平台,对分块式DLSRM进行了电感和电磁推力的实测。实验结果表明,分块式DLSRM的性能更为优越。