風(fēng)力發(fā)電未來的發(fā)展方向是逐步由集中式向分布式發(fā)展。水平軸風(fēng)力機由于噪聲巨大,體積結(jié)構(gòu)龐大、成本高、控制操作復(fù)雜等不太適合分布式布局,垂直軸風(fēng)力機以其體積小,發(fā)電效率合適,成本低,控制簡單等優(yōu)勢符合分布式新能源發(fā)電技術(shù)的要求。開關(guān)磁阻發(fā)電機(Switched Reluctance Generator,簡稱SRG)本身具有容錯率高、生產(chǎn)成本低、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)勢,非常適合垂直軸風(fēng)力機的要求,未來會成為分布式新能源發(fā)電技術(shù)的主力機型。針對開關(guān)磁阻發(fā)電機由于雙凸極結(jié)構(gòu)所造成的高耦合和強非線性等問題,本文著重分析了SRG運行中機電能量轉(zhuǎn)換關(guān)系。根據(jù)SRG設(shè)計要求,利用有限元分析得到開關(guān)磁阻發(fā)電機的磁鏈、角度和電流數(shù)據(jù),確定其非線性模型。本文以開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機控制系統(tǒng)和控制算法為研究對象,通過對SRG控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的分析,在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)速反饋控制的基礎(chǔ)上改進最大功率跟蹤(Maximum Power Point Tracking,簡稱MPPT)算法,即基于模糊邏輯控制下實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的自整定,完成最大功率跟蹤控制,實現(xiàn)MPPT功能,提高風(fēng)能的利用率。對20kW開關(guān)磁阻發(fā)電控制系統(tǒng),完成功率變換電路、驅(qū)動電...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 開關(guān)磁阻發(fā)電機國內(nèi)外發(fā)展概況
        1.2.1 開關(guān)磁阻發(fā)電機國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 開關(guān)磁阻發(fā)電機國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 開關(guān)磁阻電機在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的優(yōu)勢
    1.4 本文研究內(nèi)容
第2章 SRG運行原理及其數(shù)學(xué)模型分析
    2.1 SRG運行原理分析
        2.1.1 SRG發(fā)電原理
        2.1.2 SRG能量轉(zhuǎn)換分析
    2.2 開關(guān)磁阻發(fā)電機基本方程式
        2.2.1 電機的電路方程
        2.2.2 電機的機械運動方程
        2.2.3 機電聯(lián)系方程
    2.3 開關(guān)磁阻電機線性模型
    2.4 MPPT的算法及實現(xiàn)方法
        2.4.1 MPPT算法分類
        2.4.2 MPPT實現(xiàn)方法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 SRG控制系統(tǒng)算法研究及其仿真
    3.1 SRG控制系統(tǒng)組成
    3.2 功率變換器的拓撲結(jié)構(gòu)
    3.3 MPPT算法及實現(xiàn)原理
        3.3.1 最大功率跟蹤機理
        3.3.2 SRG風(fēng)力發(fā)電模糊控制器設(shè)計
        3.3.3 模糊控制規(guī)則的建立
    3.4 開關(guān)磁阻發(fā)電機非線性模型建立
        3.4.1 SRG非線性仿真模型
        3.4.2 SRG仿真控制系統(tǒng)
    3.5 風(fēng)輪機結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計與仿真模型
        3.5.1 風(fēng)輪機的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計
        3.5.2 風(fēng)輪機仿真模型的建立
    3.6 仿真驗證
        3.6.1 不同風(fēng)速下的波形分析
        3.6.2 負載突變時系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性
        3.6.3 角度控制仿真分析
        3.6.4 穩(wěn)態(tài)性能
        3.6.5 動態(tài)性能
    3.7 本章小結(jié)
第4章 開關(guān)磁阻發(fā)電控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
    4.1 主控制器設(shè)計
    4.2 驅(qū)動電路
    4.3 功率變換電路設(shè)計
        4.3.1 主開關(guān)器件
        4.3.2 續(xù)流二極管選型
        4.3.3 濾波電容
    4.4 位置檢測電路
    4.5 電源電路設(shè)計
        4.5.1 驅(qū)動電源設(shè)計
        4.5.2 控制電源電路設(shè)計
    4.6 相電流檢測電路
    4.7 母線電壓檢測電路
    4.8 本章小結(jié)
第5章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.1 主程序設(shè)計
        5.1.1 初始化子程序
        5.1.2 位置信息檢測子程序
        5.1.3 啟動子程序
        5.1.4 A/D采樣子程序
        5.1.5 角度位置和MPPT控制子程序
    5.2 實驗結(jié)果及分析
        5.2.1 位置信號和母線電流測試
        5.2.2 單片機驅(qū)動信號、相電壓和直流母線電壓測試
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3741405