永磁式直流测速发电机的温度补偿

分析了温度对永磁式直流测速发电机性能的影响 ,给出了对其进行温度补偿的具体措施 。

永磁式直流测速发电机的特点

随着新型永磁材料的不断产生和应用,永磁式直流电动机也越来越被广泛地应用于各行各业。永磁式直流测速发电机在低速控制系统中被作为反馈元件或稳速元件。它除具有一般测速发电机的优点以外,还具有结构简单、紧凑,反馈灵敏度高,低速精确度高,输出斜率大,线性误差小,可靠性好,寿命长等特点。介绍了永磁直流测速发电机的设计及其主要特点。

基于定子全浸式及绕组内冷式的蒸发冷却永磁直驱风力发电机优化设计研究

为了充分发挥蒸发冷却技术在风力发电领域中高效的散热性能以及免维护的自循环特性,本文基于发电机定子全浸泡以及绕组空心导线内冷的两种散热形式,对一系列不同功率等级下的直驱式永磁风力发电机进行了优化设计研究,并对不同冷却技术路线下的电机优化设计方案进行了对比和分析。本文首先分析了不同技术路线下不同蒸发冷却系统各自所具有的特点及优势;之后基于电磁场和传热学理论建立了发电机电磁参数及温度场的分析计算模型,并基于冷却系统的结构布局分析了不同技术路线下发电机定子的传热特性;最后基于发电机电磁场和温度场的耦合分析建立了风力发电机的优化设计模型,通过多目标遗传优化算法,对2MW、5MW和10MW三种不同功率等级下的直驱式永磁风力发电机进行了以材料和成本为目标的电机系统优化设计。优化结果及对比分析表明,针对兆瓦级直驱式风力发电机而言,采用空心导线内冷式技术更具有设计成本和冷却性能上的优势,本文中的优化方法和策略可以为蒸发冷却永磁直驱式风力发电机的优化设计提供理论依据和设计基础。

农用车用离心式永磁直流发电机的设计开发

离心式永磁直流发电机把皮带轮与离心式转子外壳设计为一体 ,转子外壳内侧嵌有多块永磁材料 ,由非导磁材料间隔 ,通过螺钉固定在离心式转子外壳上 ,定子绕组固定在安装支架中心孔轴上 ,当转子转动时 ,磁场旋转 ,线圈切割磁力线 ,产生电动势。该文研究开发出了具有节能稳压作用的电子稳压器 ,当发电机输出电压低于目标稳压值时 ,电子稳压器为全波桥式整流输出 ,当发电机输出电压高于目标稳压值时 ,电压信号取样回路自动使全波整流桥双臂瞬时断开 ,降低输出电压 ,当发电机输出电压再低于目标稳压值时 ,整流桥再恢复工作 ,周而复始 ,通过移相、削波、整流 ,使发电机输出电压稳定在一定范围内 。

高精度直流永磁测速发电机输出纹波误差分析

对一台纹波精度达 0 .1%的稀土永磁直流发电机的纹波误差产生机理进行了定性的分析与计算 ,并论述了纹波误差的组成 .经过分析得出 ,纹波误差主要由原理性因素和工艺性因素引起 .原理性因素包括绕组离散分布、齿槽效应、极宽和槽数的配合、磁场波形 ;工艺性因素包括气隙偏摆、磁钢充磁及装配偏差、导体分度偏差、电刷工艺性偏差和电刷噪音 .计算表明 ,众多因素中 。

永磁风力发电机分布式直流并网动态电压解耦补偿控制

针对永磁(同步)风力发电机分布式直流并网的要求,提出并研究了一种基于机侧电压动态解耦补偿的且具有宽运行范围的分布式直流并网控制策略。分析了永磁风力发电机励磁分量控制原则,进而为电机的高性能运行提供依据。基于同步旋转坐标系把宽范围运行下系统所有的交叉耦合项和电压波动等原因造成的系统扰动统一定义为一个新的变量扰动,然后对控制系统进行补偿。采用辅助支撑电容的直流斩波电路进一步实现不同直流电压等级的匹配,最终实现永磁风力发电机的变速恒压控制。通过仿真和实验验证了控制策略的可行性和有效性。

永磁直流测速发电机的优化设计

重点阐述了如何确定永磁直流测速发电机的优化目标以及分级优化中数学模型的建立.

离心式永磁直流发电机的设计研究

离心式永磁直流发电机把皮带轮与离心式转子设计为一体,磁场得到了充分利用,降低了成本。本文介绍了电子稳压器通过移相、削波输出电压稳定的直流电,解决了小型农用车的低速照明问题和用电设施需用直流电的问题。

农用车用离心式永磁直流发电机的技术设计

农用车用离心式永磁直流发电机把皮带轮与离心式转子外壳设计为一体,转子外壳内侧嵌有多块永磁材料,当转子转动时,磁场旋转,线圈切割磁力线,产生电动势。采用高剩磁强度的永磁材料和新的电子技术以及对发电机结构的创新设计,使发电机输出电压稳定在一定范围内,解决了农用车的低速照明问题和用电设施需用直流电的问题。

直驱式永磁同步风力发电机组建模及其控制策略

以永磁体励磁多极直驱式同步风力发电机组(directly driven wind turbine with permanent magnet synchronous generators,D-PMSG)为对象,建立了包括风力机模型、传动系统模型和发电机模型的D-PMSG数学模型,提出了风力机桨距角和发电机转速的控制策略:桨距角的控制策略中以风速和发电机功率为输入信号,采用比例–积分控制很好地反映了不同风速对桨距角控制的不同要求;发电机转速控制策略中采用dq同步旋转坐标下的矢量控制方法,用d轴电流控制无功功率,用q轴电流控制转速,既实现了机组的解耦控制,又充分利用了发电机容量。运用Matlab/Simulink建立了D-PMSG仿真模型,对风速阶跃变化时机组运行情况进行了仿真,结果验证了该模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。

直驱式永磁同步风力发电机双模功率控制策略的仿真研究

在分析变桨距执行机构动作滞后及变桨速度限制带来的功率波动问题基础上,针对直驱式永磁同步风力发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)系统,提出全风况下结合变桨距控制的双模功率控制策略。低于额定风速时,采用基于转速反馈的最大风能跟踪控制;高于额定风速时,根据发电机额定功率和即时转速设定参考电磁转矩,将发电机输出有功功率限定在额定值附近;并给出了双模控制系统中2种控制模式之间平滑切换(smooths witching)的具体规则。对双模功率控制策略下的一台2MW直驱式PMSG系统进行仿真研究,验证了该控制策略的正确性和有效性。相对于采用传统控制策略的直驱式PMSG系统,该控制策略能够在额定风速以上获得更为平稳的有功功率输出。

定子结构型式对高速永磁发电机电磁性能影响

为了研究定子结构型式对高速永磁发电机电磁性能影响,根据一台100 kW级高速永磁发电机的结构特点,建立高速永磁发电机的二维电磁分析数学模型和物理模型。采用时步有限元法对电机稳态工作时的电磁场进行计算分析,确定电机输出功率、端电压、涡流损耗和铁耗等运行数据,并与部分实测数据进行对比。通过分析采用传统绕组结构和背绕式绕组结构时的电机磁场分布和性能变化,研究了背绕式绕组引起空载反电动势的变化及轭背部绕组产生附加漏磁场对铁心磁密分布的影响,对比分析了定子铁心开槽与否对电机主磁路漏磁通影响及引起各种损耗分布变化趋势。计算结果表明,背绕式绕组结构增加了绕组感应电动势,并使定子轭部负载磁密略微降低,而无槽结构定子铁心增加了电机铜耗,减少了转子涡流损耗。

直驱式永磁同步风力发电机交错并联网侧变流器环流控制策略

对采用平均模型对交错并联拓扑下的直驱式永磁同步风力发电机网侧变流器的环流问题进行了研究的同时,对三相电流在旋转坐标系下的零序分量的控制策略进行了深入分析,并从抑制环流的目的出发提出了在传统SVPWM调制算法基础上增加一个零序电流环的控制策略。仿真与实验结果验证了策略的可行性与正确性,表明提出的交错并联拓扑下的网侧变流器环流抑制策略具有较好的控制效果。

直驱式永磁同步风力发电机性能研究

通过等效磁路法设计了额定功率1.5MW的直驱式永磁风力发电机;为了深入研究额定功率1.5MW的直驱式永磁风力发电机的运行特性,采用场路结合法分析了永磁风力发电机在空载、额定负载和短路情况下的运行特点,并验证了所设计永磁风力发电机的可行性;在此基础上,将极弧系数、负载变化对永磁同步发电机输出功率的影响进行了仿真;对比研究了每极每相槽数对永磁同步发电机性能的影响。结果表明:极槽匹配对直驱式风力永磁发电机性能有很大影响;通过合理选择极数、槽数以及极弧系数,可以减少输出电压谐波分量的影响,降低永磁材料的使用,节省成本,有助于直驱式风力永磁发电机获得良好的性能。

小型直驱式永磁同步风力发电机快速最大功率追踪仿真研究

直驱式永磁同步发电系统的功率输出直接受发电机转速的影响。为了提高小型直驱式永磁同步发电系统的输出功率,通过分析风力机的工作特性以及最大功率追踪原理,指出经典爬山法的缺点,并提出一种新的变步长爬山法。根据前一次转速扰动和功率变化的梯度关系来决定下一次的扰动步长,可以提高系统的动态响应,扰动方向与经典爬山法一致。在最大功率点附近,功率波动小于一定值时,停止搜索,来实现最大功率追踪的快速性和稳定性。用仿真结果验证了该方法的可行性。

直驱式方波永磁同步风力发电机控制系统仿真

根据直驱型风力发电系统中风机惯性大、转速调节响应慢的特点,提出了一种改进的最大功率追踪(MPPT)的控制方法,并与传统的MPPT控制方法进行了对比。根据功率平衡的思想,结合交-直-交功率变换装置的结构特点,所提出的电气控制策略实现了升压电路和逆变器的分别控制。搭建了直驱式方波永磁同步电机风力发电系统中风速、风机、方波永磁同步发电机、Boost升压电路、电压型并网逆变器及其控制部分的仿真数学模型。以突变风为例,对1.5MW直驱式永磁风力发电系统进行了仿真研究。仿真结果表明新的控制方法能够保证发电系统稳定的运行。

内埋式永磁交流发电机低电压调整率的条件分析

采用相量法分析了内埋式永磁交流发电机带纯电阻负载且考虑电枢电阻、电压调整率等于零及负值时所具备的条件,得到了相应的负载变化范围,总结了电压调整率随电机参数变化的规律.采用场路结合方法设计了一台低电压调整率的电机,利用有限元计算了负载场,得到了电枢反应电抗的饱和值和电压调整率.计算和测量结果证明了理论分析的正确性.这为设计额定负载时,其电压调整率低甚至为零的永磁交流发电机提供了依据和有效途径.

直驱式永磁同步风力发电机不对称故障下的改进控制

在分析直驱式永磁同步风力发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)全功率变换器功率特性基础上,推导了直流侧电压、并网电抗器功率及网侧输出功率之间的关系,提出了不对称故障下系统的改进控制策略,以实现该型机组的低电压穿越。该控制策略基于电网侧变换器、电机侧变换器功率平衡协调控制思想,将电网跌落信息反馈给电机侧变换器,实现两个变换器的协调控制;同时,在直流侧电压维持在安全范围内的前提下,采用弱控制,以一定的直流侧电压波动为代价,达到消除网侧有功功率2倍频波动的目的。仿真研究结果表明,基于功率平衡协调控制的改进控制策略可较好的实现直驱式永磁同步风力发电机的不对称故障穿越。