當(dāng)前,由于傳統(tǒng)能源價格的高漲和全球環(huán)境污染的加劇,大力發(fā)展清潔能源已成為世界各國的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)。風(fēng)電已成為目前最炙手可熱的新能源,只有保證風(fēng)力發(fā)電機組安全、可靠的正常運行,才能實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的可持續(xù)發(fā)展。其中,風(fēng)力發(fā)電機內(nèi)部繞組的過電壓保護尤為重要。永磁同步發(fā)電機(PMSG)通常使用PWM變流器,由于其輸出的脈沖波在其上升沿段內(nèi)很陡。而經(jīng)過電纜傳輸后的PWM高頻脈沖波會先在電機的端口處產(chǎn)生過電壓振蕩,又因為繞組內(nèi)分布參數(shù)的不可忽略的影響,致使高頻脈沖電壓在定子繞組內(nèi)的分布非常不均衡。這樣的情況會導(dǎo)致繞組前幾匝所承受的電壓最高,造成定子繞組絕緣的老化與提前損壞。針對以上問題,本文選取1.5MW永磁同步發(fā)電機作為研究機型。首先在考慮分布參數(shù)的情況下建立出定子繞組的等效電路模型,用無損傳輸線理論推導(dǎo)出需要計算的分布參數(shù)值即電容和電感。通過有限元Ansoft軟件對永磁風(fēng)機定子繞組內(nèi)進行電磁場分析,計算出成型繞組的分布參數(shù)數(shù)值。其次通過研究PWM變流器驅(qū)動時電機端產(chǎn)生過電壓的原因,再通過Matlab/Simulink軟件建立永磁風(fēng)機繞組內(nèi)部的分布參數(shù)模型。通過以降低風(fēng)力發(fā)電機機端過電壓和繞組電壓不...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀和前景
    1.2 課題研究背景及意義
    1.3 風(fēng)力發(fā)電機組的分類與應(yīng)用
    1.4 永磁同步發(fā)電機的研究現(xiàn)狀
    1.5 風(fēng)力發(fā)電機的故障
    1.6 有限元研究現(xiàn)狀
    1.7 課題的國內(nèi)外研究狀況
    1.8 本文研究內(nèi)容
第二章 永磁風(fēng)力發(fā)電機定子繞組分布參數(shù)模型
    2.1 風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)的要求
        2.1.1 絕緣系統(tǒng)的要求
        2.1.2 風(fēng)力發(fā)電機輸入電壓特性
        2.1.3 傳輸線理論
    2.2 PWM高頻脈沖輸入系統(tǒng)的等效模型
        2.2.1 輸入電源模型
        2.2.2 高頻振蕩的抑制
    2.3 風(fēng)機端電壓特性
        2.3.1 電纜分布參數(shù)模型
        2.3.2 高頻脈沖上升時間對風(fēng)機側(cè)電壓的影響
    2.4 永磁風(fēng)機定子繞組結(jié)構(gòu)
        2.4.1 定子槽模型的建立
        2.4.2 永磁風(fēng)機高頻等效電路模型
        2.4.3 無損傳輸線理論
    2.5 小結(jié)
第三章 永磁機定子繞組有限元模型及分析
    3.1 1.5MW永磁風(fēng)力發(fā)電機的基本參數(shù)
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 有限元模型
        3.2.2 有限元分析電磁場
    3.3 求解等效模型的分布參數(shù)
    3.4 定子繞組電壓分布的時域分析
        3.4.1 定子內(nèi)部單相繞組等效電路
        3.4.2 繞組電壓分布的時域分析
    3.5 定子繞組電壓分布仿真模型
    3.6 本章小結(jié)
第四章 繞組電壓分布的仿真分析
    4.1 匝間電壓分布
        4.1.1 上升沿時間對匝間電壓分布的影響
        4.1.2 電容對匝間電壓分布的影響
        4.1.3 自感對匝間電壓分布的影響
    4.2 線圈間電壓分布
        4.2.1 脈沖波上升沿時間對線圈間電壓分布影響
        4.2.2 脈沖波上升沿時間對線圈間電流分布影響
        4.2.3 接長電纜對過電壓的影響
    4.3 改善發(fā)電機定子繞組過電壓分布的策略
        4.3.1 增強絕緣強度
        4.3.2 改良變流器的輸出
        4.3.3 選擇適合的電纜
        4.3.4 自感與對地電容的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
碩士學(xué)位期間的成果及參與的科研項目
致謝



本文編號：3791172