一种用于双凸极永磁发电机的电容储能型变换器

迮弃疾;梁得亮;寇鹏;梁哲

【期刊名称】《电工技术学报》

【年(卷),期】2017(032)0z1

【摘要】提出了一种用于双凸极永磁发电机(DSPMG)的电容储能型变换器(CERC).通过分析DSPMG的电磁特性和发电原理,提出了一种针对CERC的控制策略.与传统的三相全桥整流电路(FBR)对比,在相同的负载条件下,采用CERC电路的DSPMG 发电系统的输出功率有明显提升.仿真和实验均证实了所提出的拓扑和控制策略的正确性.

【总页数】7页(P131-137)

【作者】迮弃疾;梁得亮;寇鹏;梁哲

【作者单位】西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安 710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安 710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安 710049;西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安 710049

【正文语种】中文

【中图分类】TM313

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高压FC型滤波及无功补偿

高压FC型滤波及无功补偿装置由滤波电抗器和滤波专用电容器构成。电抗器和电容器在特征次谐波频率下形成LC串联谐振，对该次谐波相当于一个低阻抗通道，使谐波电流大部分流入滤波回路。FC 型滤波及无功补偿装置滤波效果明显，能够将谐波全部或大部分吸收，维护良好的用电环境，保障电气设备安全运行，同时还能提高电网功率因数，收到良好的经济效益。产生谐波电流的电气设备有各种变流装置、变频器、电弧炉及其它非线性电气设备。其谐波电流往往超过国家相关标准的允许数值，严重影响电网的电能质量。高压FC无源滤波装置：主要包括单调谐波回路和高通滤波回路，安装与6kV,10kV,35kV母线侧，能够将谐波完全或大部分吸收，以维护良好的用电环境，保障电气设备的安全运行。同时还可以提高电网的功率因数，收到良好的经济效益。无功功率补偿与谐波治理基础知识发布时间：10-08-25 来源：点击量：1597 字段选择：大中小无功功率的影响有那些 1. 增加设备容量。 2. 增加设备及线路损耗。 3. 使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。

什么是无功补偿电力系统中大量的负荷是电感性的，因此我们将吸收感性无功功率的负荷称为“无功负荷”，而将吸收容性无功功率的设备称为“无功电源”。无功补偿就是吸收或供给适度可变的无功功率，以改善交流电力系统的供电质量。大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载也需要消耗无功功率。网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。显然，这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法即是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率，这就是无功补偿。常用的无功补偿的方法有几种 1. 同步补偿机 2. 同步电动机 3. 同步发电机 4. 并联电容器 5. 静止无功补偿装置 6. 静止无功发生器无功补偿的作用有那些提高供电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗。稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。在长距离输电线中合适的地点设置动态无功补偿装置还可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力。在电弧炉炼钢、电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负载。什么是同步补偿机同步补偿机又称同期调相机，它实际上是不带机械负荷，空载运行的同步电动机。什么是同步电动机

华中科技大学电气专业新型电机大作业开关磁阻电机在风力发电系统中的应用

开关磁阻电机在风力发电系统中的应用华中科技大学电气与电子工程学院新型电机论文作业一、引言风电行业现状概要与开关磁阻电机发展简介风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，随着全球化石能源的枯竭和供应紧张以及气候变化形势的日益严峻，世界各国都认识到了发展可再生能源的重要性，风能作为清洁可再生能源之一，受到了各国的高度重视，世界风电产业也因此得到了迅速发展。中国风能资源十分丰富：陆上和近海可供开发和利用的风能储量分别为2.53亿千瓦和 7.5亿千瓦,具有发展风能的潜力和得天优厚的优势。在未来的能源市场上，充分开发和挖掘这一潜力和优势，将有助于持续保持本国的能源活力和维持经济的可持续发展。在开发利用风能的过程中，风电场的建设是其必须的环节，而风电机组的应用又是建设风电场的重中之重。中国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。属于风能资源较丰富的国家。“十一五”期间，中国的并网风电得到迅速发展。从自然环境来看，我国居于非常有利的优势地位。我国地域广阔，海岸线长、风力资源十分丰富。据统计，全国平均风能密度大约为100 W/m2，风能总量为3226 GW，其中可供开发利用的陆上风能总量大约为253 GW。在我国东南沿海及附近岛屿、内蒙和河西走廊，以及我国东北、西北、华北、海南及西青藏高原等部分地区，每年的年平均风速在3 m/s以上时间近4000 h，一些地区的年平均风速在6～7 m/s以上，对于风力发电来说，具有很大的开发价值和广阔的利用空间。按“十一五”发展规划，至2010年我国风电装机总量将突破10 GW。风力发电问题近年来已成为电力行业研究的热点。在风电发展的过程中，直驱永磁同步电机得到了越来越广泛的应用。开关磁阻电机是80年代初随着电力电子、微电脑和控制技术的迅猛发展而发展起来的一种新型调速驱动系统，具有结构简单、运行可靠及效率高等突出特点，成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统的强有力的竞争者，引起各国学者和企业界的广泛关注。跨国电机公司Emerson电气公司还将开关磁阻电机视为其下世纪调速驱动系统的新的技术、经济增长点。目前开关磁阻电机已广泛或开始应用于工业、航空业和风电等各个领域。二、风电机组的特性原理 2.1风机特性研究风力机的种类很多，目前大型并网风力发电机组中采用的风力机绝大多数都是水平轴、下风向式、三叶片。风电机组的发电过程是将风能转换为机械能，再由机械能转换为电能的过程。

永磁直驱风力发电并网逆变器的仿真研究开题报告

说明 1．根据南京工程学院《毕业设计(论文)工作管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。 2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5．开题报告检查原则上在第2～4周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。

毕业设计(论文)开题报告

文献综述 1.我国的风力发电现状我国的风力发电始于20世纪50年代后期，在吉林、辽宁、新疆等省建立了单台容量在10kW以下的小型风力发电场，但其后就处于停滞状态。风力发电从1991年起开始步入了逐步推广阶段，到1995年，全国共建成了5座并网型风电场，装机总容量为36.1MW，最大单机容量为500kW。1996年后，风力发电进入了扩大建设规模的阶段，其特点是风电场规模和装机容量均较大，最大单机容量为1500kW。风电包括离网运行的小型风力发电机组和大型并网风力发电机组，技术已基本成熟。到2006年底，全国已建成约90 个风电场，已经建成并网发电的风场主要分布在新疆、内蒙、广东、浙江、河北、辽宁等16个省区，装机总容量达到约260万千瓦。 2.永磁直驱式风力发电机组建模及仿真研究 2.1永磁直驱式风力发电系统结构二极三相交流发电机转速约每分钟3000转，四极三相交流发电机转速约每分钟1500转，而风力机转速较低，小型风力机转速约每分钟最多几百转，大中型风力机转速约每分钟几十转甚至十几转，必须通过齿轮箱增速才能带动发电机以额定转速旋转。不用齿轮箱用风力机浆叶直接带动发电机旋转发电是可行的，这必须采用专用的低转速发电机，称之为直驱式风力发电机。首先将风能转化为频率变化、幅值变化的交流电，经过整流之后变为直流，然后经过三相逆变器变换为三相恒频交流电连接到电网通过中间电力电子变化环节。 2.2风力发电机组建模及仿真研究风力发电技术的发展要求我们加深对风力发电机组动态性能的了解程度,而建立模型并对其进行仿真是对一个系统进行研究的有效手段。介绍了风力发电系统的建模方法,分析比较了各种方法的特点与不足;然后对风力发电系统中风速、传动部分、发电机等各个部分的模型进行了总结,分析了各个模型的特点;最后介绍了目前常用的仿真软件,以及风电机组的仿真模型。

电机学习

1.什么是同步电机？转子的转速和电网频率之间有不变的关系n=ns=60f/p，ns成为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。同步电机分为同步发电机和同步电动机；而且有转场式和转枢式两种；从励磁方式上又有直流励磁和交流励磁两种。另一种定义，同步电机是一种应用广泛的交流电机。其特点是产生励磁磁场的转子的旋转速度n与定子多相电枢电流所产生的旋转磁场的旋转速度n1是相同的。主要用作发电机，还可以用作电动机和调相机。 2.发电机的诞生法拉第首先发现了通电导体可以在磁场中运动。他根据运动的导体在磁场中会产生感应电动势，发明了圆盘发电机。实际上是一台永磁发电机。后来，其他科学家用永磁体做转子，发明了电动机。 3.永磁直流电动机转子用永磁体制作。大多数是微型电动机，在电动玩具，家用电器，汽车工业中得到广泛的应用，特别是在高档轿车上。在人工心脏等医疗器械上也有应用。还用在坦克，飞机，飞船，电车，导弹，机器人上。 4.永磁电机分类分为永磁直流电动机、异步启动永磁同步电动机、永磁无刷直流电动机和调速永磁同步电动机。永磁无刷直流电动机，采用电子换向器。永磁无刷直流电机驱动系统由电机本体、转子位置传感器（类似于编码器，包括磁敏式、电磁式和光电式等）和功率电子开关（逆变器，其作用是换向，有三相半波和三相全波两种）三部分组成。其基本物理量有电磁转矩、电枢电流、反电动势和转速等。详见：《电机学》主编马宏忠副主编方瑞明王建辉 5.我们的泵电机属于内转子（转磁式）调速永磁同步无刷直流盘式电机。存在齿槽转矩，会存在振动噪声。 6.永磁直流电机电磁设计详见：《永磁电机》，作者王秀和 7.步进电机将电脉冲信号转换成输出轴的角位移或线位移的电动机，因此又称为脉冲电动机。分为感应式、永磁式、混合式和特种式等。电机由定子绕组和极转子组成，绕组按照某种顺序通电，转子就开始转动，转速取决于绕组通断电的频率。经过N步，转子转过一个齿，设转子有Z个齿(N通常成为拍数)，则转子转一周需的步数为NZ，步距角为360/NZ,可见增加拍数和转子齿数可以减小步距角，从而提高控制精度；增加相数（定子绕组的对数或者叫独立绕组的个数）也可以较小步距角，但会使结构复杂，通常不会超过6相。转速的表达式为： N=60f/(NZ) 不失步起动的最高频率成为起动频率，不失步运行的最高频率称为运行频率。步进电机的转角和转速不受电压、负载与环境变化的影响，有利于实现数字控制。 8.控制电机比如自整角机，测速发电机，旋转变压器，作为测量元件使用。比如步进、伺服、转矩电动机用作执行元件。 9.直流电机励磁绕组由直流电源供电，形成电磁场。转子电枢如果在外力作用下旋转，其上绕组中就产生了感生电动势，经过换向器换向，可以输出直流电，此时称为直流发电机。如果在电刷中通电，电枢绕组中通过电流，同时绕组受到定子磁场作用，产生运动，此时称为直流电动机。 10.直线电机磁悬浮列车的动力源就是直线电机。在很多直线运动的场合，都可以考虑采用直线电机。通常效率比较低。从原理上讲，每种旋转电动机都有与之对应的直线电动机。按原理可以分为直线感应电动机、直线直流电动机、直线同步电动机、直线异步电动机等。按照结构型式分为扁平型、圆筒形（或管型）、圆盘型和圆弧形四种。此外，还有一些特殊的结构。旋转电机展成直线电机后，定子称为一次侧，动子称为二次侧。通常采用短一次侧。

电力电子技术期末考试

电力电子技术期末考试第一章电力电子技术（概念）：就是应用于电力领域的电子技术。电力变换器通常分为四大类：1、交流变直流；2、交流变交流；3；直流变直流；4、直流变交流。电力电子学的倒三角：电力电子学包含了电力电子技术。电力电子技术的应用：1、一般工业；2、交通运输；3、电力系统；4、电子装置用电源；5、家用电器；6、其他（航空等）第二章电力电子器件的概念：主电路：在电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路。电力电子器件：是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。电力电子器件用于主电路与处理信息的电子器件相比，电力电子器件的特征：（1）电力电子器件所能处理电功率的大小，也就是其承受电压和电路的能力，是其最重要的参数；（2）因为处理的电功率较大，为了减小本身的损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在开关状态；（3）在实际应用当中，电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制；（4）尽管工作在开关状态，但是电力电子器件自身的功率损耗通常仍远大于信息电子器件，因而为了保证不致于因损耗散发的热量导致器件温度过高而损坏，不仅在器件封装上比较讲究散热设计，而且在其工作时一般都还需要安装散热器。电力电子器件在实际应用中的系统组成说明：电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，可以将电力电子器件分为以下三类：

（1）通过控制信号可以控制其导通而不能控制其通断的电力电子器件称为半控型器件；（2）通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件被称为全控型器件（3）也有不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件，这就是电力二极管（不可控器件）。按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质，可以将电力电子器件（电力二极管除外）分为电压驱动型和电流驱动型两类。电导调制效应：低掺杂N区由于掺杂浓度低而具有的高电阻率对于电力二极管的正向导通是不利的。这个矛盾是通过电导调制效应来解决的。电力二极管的主要参数：正向平均电流I F（AV）；正向压降U F；反向重复峰值电压U RRM；最高工作结温T JM；反向恢复时间t rr；浪涌电流I FSM——指电力二极管所能承受的最大的连续一个或者几个工频周期的过电流。二极管的主要类型：1、普通二极管——又称整流二极管，多用于开关频率不高的整流电路中。2、快恢复二极管——恢复过程很短，特别是反向恢复过程很短的二极管；3、肖特基二极管——主要用于低压整流，以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管。肖特基二极管的优点：1、反向恢复时间很短，正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲；2、在反向耐压较低的情况下其正向压降也很小，明显低于快恢复二极管；肖特基二极管的弱点：1、当所能承受的反向耐压提高时其正向压降也会搞得不能满足要求，因此多用于200V以下的抵押场合；2、反向漏电电流较大且对温度敏感，因此反向稳态损耗不能忽略，而且必须更严格地限制其工作温度。晶闸管的基本特性静态特性：位于第I象限的是正向特性，位于第三象限的是反向特性。当I G=0时，如果在器件两端施加正向电压，则晶闸管处于正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过。如果正向电压超过临界极限即正向转折电压U bo,则漏电流急剧增大，正向转折电压降低。导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿。即使通过较大的阳极电流，晶闸管本身的压降也很小，在1V左右。动态特性：是指由关断到开通，由开通到关断的特性。电力晶闸管（重点）电力MOSFET：就像小功率的用于信息处理的场效应晶体管分为结型和绝缘栅型一样，电力场效应晶闸管也有这两种类型，但通常主要指绝缘栅型中的MOS型简称电力MOSFET。电力MOSFET的主要参数：（1）漏极电压U DS（2）漏极直流电流I D和漏极脉冲电流幅值I DM（3）栅源电压U CS（4）极间电容。（5）最大集射极间电压U CES（6）最大集电极电流（7）最大集电极功耗P CM 什么叫IGBT：（绝缘栅双极型晶体管，是由BJT和MOSFET组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点）IGBT绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。 IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V 及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。第三章整流电路：是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。整流电路的分类方法有：1、按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种；2、按电路结构可分为桥式电路和零式电路；3、按交流输入相数分为单相电路和多相电路；4、按变压器二次电流的方向是单相或双向，又分为单拍电路双拍电路。典型的单相可控整流电路包括：单相半波可控整流电路、单相整流整流电路、单相全波可控整流电

1 . 5 M W 直驱永磁风力发电机组发电机的分析

酒泉职业技术学院毕业设计（论文） 12 级风能与动力技术专业题目：1.5MW永磁直驱风力发电机组发电机的分析毕业时间：二O一五年六月学生姓名：孙其军指导教师：甄亮班级：12级风电（2）班 2014 年6月20日

酒泉职业技术学院2015 届各专业毕业论文（设计）成绩评定表

目录摘要： (4) 一、绪论 (4) （一）风能的储备 (4) （二）我国风能的利用 (5) 二、发电机的介绍 (7) （一）直驱发电机的介绍 (7) （二）直驱式风力发电机原理及发电机组概述 (8) 三、 1.5MW永磁直驱风力发电机结构 (9) （一）永磁直驱风力发电机结构 (9) （二）转子特点： (10) （三）风力发电机磁路结构 (11) （四）满足冷却与散热条件 (13) （五）永磁直驱风力发电机的优点 (13) 四、永磁直驱风力发电机组变速恒频并网运行 (14) （一）运行控制 (14) （二）并网控制 (16) 五、总结 (16) 参考文献: (18) 致谢 (19)

1.5MW永磁直驱风力发电机组发电机的分析摘要：由于永磁风力发电机在国内的应用还并不多见,仅有一些发达国家掌握主要的技术,对永磁发电机系统特性的研究具有广泛的理论意义和实用价值。直驱型风力发电机组在运行时,风机不接增速齿轮箱,直接与发电机耦合;发电机的定子为三相或多相绕组,转子采用永磁体或电励磁结构;定子发出非工频的电能,电压也随转速变化;系统中有整流逆变装置,发电机发出的电能是电压和频率都在变化的交流电,经整流逆变后变成恒压恒频的电能输入电网;通过调节逆变装置的控制信号可以改变系统输出的有功功率和无功功率,实时满足电网的功率需要。在变速恒频直驱风力发电机组中,整流逆变装置的容量需要与发电机容量相等。关键词：风力发电；直驱；永磁同步发电机。一、绪论（一）风能的储备风能跟太阳能一样属于一种可再生资源, 具有清洁、丰富、一次性等特点, 在社会与经济的发展过程中, 它已经越来越成为一种被广泛重视的能源。风能的蕴藏量十分大, 全世界范围内拥有的风力资源的总量大约有2.74 X 109 隱,在这些总能中绝大多数能够被我们加以利用, 超过能够被开釆利用的水资源十倍多全球目前有三大风力发电市场, 它们分别是美国、德国、西班牙, 而中国一直有储量很大的风能, 因为中国国土面积的广阔, 所以这些能源的分布很广, 再加上我国近几年风电产业技术的飞速发展, 中国将成为全球排名第四的风力发电市场。在现在的中国, 风力发电行业将会拥有一个十分广阔、充满生机的发展前景, 并将处于一个飞速发展的状态中。现在风电装机国产化以及规模化的不断实现, 让风力发电的成本有了降低的可能, 所以风电产业将成为一些人实现财富梦想的投资目标。西部地区的新疆维吾尔自治区占总国土面积总数的15 % , 该区因为其得天独厚的地质条件, 可产生丰富的电力资源。在新疆,可以开发的风区总面积超过了14 万平方

FACTS技术

柔性交流输电技术（FACTS）摘要：灵活交流输电系统(FACTS)可实现对电力系统的某个或多个参数进行控制，以提高系统的稳定性和传输容量。本文介绍了柔性交流输电(FACTS)的概念,介绍了主要几种FACTS控制器的组成及其对电网的作用，给出了FACTS技术在电力系统稳态和动态中的具体应用，即可进行快速、连续、灵活的无功功率、电压和动态潮流控制，抑制系统低频振荡和次同步振荡，提高电网的动态性能和稳定水平。关键词：柔性交流输电；低频振荡；次同步振荡；潮流控制；电力系统 FACTS Technology Abstract:A flexible AC transmission system (FACTS) can realize control for certain parameter or multiple parameters of power system,so as to raise stability and transmission capacity of the system.The concept of Flexible AC Transmission System(FACTS) is presented.Introduction was made to the construction of several concrete FACTS controllersand its effect to the power gird. Actual application of FACTS technology was given in stable and dynamic status of power system.Reactive power, voltage and dynamic flow control could be carried out fast, continuously and fl exibly, which restricted the system’s low frequency oscillation and subsynchronous oscillation, to raise dynamic performance and stability level of power grid. Key words:FACTS；low frequency oscillation; subsynchronous oscillation; flow control; power system

第二章风力发电机组并网方式分析

2风力发电机组并网运行方式分析 2.1风力发电系统的基本结构和工作原理风力发电系统从形式上有离网型、并网型。离网型的单机容量小(约为0．1～5 kW，一般不超过10 kW)，主要采用直流发电系统并配合蓄电池储能装置独立运行；并网型的单机容量大(可达MW级)，且由多台风电机组构成风力发电机群(风电场)集中向电网输送电能。另外，中型风力发电机组(几十kW到几百kW)可并网运行，也可与其它能源发电方式相结合(如风电一水电互补、风电一柴油机组发电联合)形成微电网。并网型风力发电的频率应保持恒等于电网频率，按其发电机运行方式可分为恒速恒频风力发电系统和变速恒频风力发电系统两大类。 2.1.1恒速恒频风力发电系统恒速恒频风力发电系统中主要采用三相同步发电机(运行于由电机极对数和频率所决定的同步转速)、鼠笼式异步发电机(SCIG)。且在定桨距并网型风电机组中，一般采用SCIG，通过定桨距失速控制的风轮使其在略高于同步转速的转速(一般在(1～1．05)n)之间稳定发电运行。如图2.1所示采用SCIG的恒速恒频风力发电系统结构示意图，由于SCIG在向电网输出有功功率的同时，需从电网吸收滞后的无功功率以建立转速为n的旋转磁场，这加重了电网无功功率的负担、导致电网功率因数下降，为此在SCIG机组与电网之间设置合适容量的并联电容器组以补偿无功。在整个运行风速范围内(3 m／s < <25 m／s),气流的速度是不断变化的，为了提高中低风速运行时的效率，定桨距风力1 发电机普遍采用三相(笼型)异步双速发电机，分别设计成4极和6极，其典型代表是NEGMICON 750 kW机组。

风图2.1采用SCIG的恒速恒频风力发电系统恒速恒频风力发电系统具有电机结构简单、成本低、可靠性高等优点，其主要缺点为：运行范围窄；不能充分利用风能(其风能利用系数不可能保持在最大值)；风速跃升时会导致主轴、齿轮箱和发电机等部件承受很大的机械应力。 2.1.2变速恒频风力发电系统为了克服恒速恒频风力发电系统的缺点，20世纪90年代中期，基于变桨距技术的各种变速恒频风力发电系统开始进入市场，其主要特点为：低于额定风速时，调节发电机转矩使转速跟随风速变化，使风轮的叶尖速比保持在最佳值，维持风电机组在最大风能利用率下运行；高于额定风速时，调节桨距以限制风力机吸收的功率不超过最大值；恒频电能的获得是通过发电机与电力电子变换装置相结合实现的。目前，变速恒频风电机组主要采用绕线转子双馈异步发电机，低速同步发电机直驱型风力发电系统亦受到广泛重视。（1）基于绕线转子双馈异步发电机的变速恒频风力发电系统绕线转子双馈异步发电机(DFIG)的转子侧通过集电环和电刷加入交流励磁，既可输入电能也可输出电能。图2.2为基于绕线转子双馈异步发电机的变速恒频风力发电系统结构示意图，其中，DFIG的转子绕组通过可逆变换器与电网相连，通过控制转子励磁

电励磁双凸极电机的建模与仿真方法研究毕业论文精品

电励磁双凸极电机的建模与仿真方法研究目录摘要 (3) Abstract (4) 第一章绪论 (5) 1.1电励磁双凸极电机的发展 (5) 1.2飞机发电系统的发展 (6) 1.3课题研究的目的和内容 (6) 第二章电励磁双凸极电机 (7) 2.1 电励磁双凸极电机的结构 (7) 2.2 电励磁双凸极发电机的数学模型 (7) 2.3 发电运行工作原理 (8) 第三章电磁场有限元分析简介 (11) 3.1 电磁场基本理论 (11) 3.1.1 麦克斯韦方程 (11) 3.1.2 一般形式的电磁场微分方程 (12) 3.1.3 电磁场中常见的边界条件 (13) 3.2 电磁场求解的有限元法 (14) 3.2.1 一维有限元法 (14) 3.2.2 电磁场解后处理 (16) 第四章电励磁双凸极电机模型的建立 (17) 4.1 建模工具的探讨 (17) 4.2 电机模型的建立 (17) 4.2.1 定转子模型 (17) 4.2.2 绕组模型 (18) 4.2.3 电机材料的分配 (19) 4.2.4 励磁电流方向和大小的判定 (19) 4.2.5 相绕组电流方向和大小的判定 (20)

4.2.6 给定边界条件 (21) 4.2.7 其它条件的设定 (22) 第五章电励磁双凸极电机的静态特性 (23) 5.1 双凸极电机的空载磁链与电势 (24) 5.2 空载特性 (25) 5.3 负载特性 (27) 第六章总结与展望 (28) 致谢 (29) 参考文献 (30) 附录 (31)

电励磁双凸极电机的建模与仿真方法研究摘要电励磁双凸极电机是一种较为新型的电机，本文研究的是12/8极电励磁双凸极电机，首先简要介绍了电机的基本结构、工作原理和数学模型，并给出了电磁场有限元分析的理论依据，在此基础上建立了Ansoft模型，利用二维电磁场有限元的方法分析了其静态特性，得出了其空载和负载特性。本文在研究电机性能的同时，对Ansoft仿真软件也进行了比较详细的探讨，在没有具体资料的情况下，对该软件有了初步的认识。关键词：电励磁双凸极电机，有限元，Ansoft

永磁发电机专利介绍

1 CN01118584.8 电磁永磁力原动机电磁永磁力原动机，由动杆和固定杆组成，动杆内装有电磁铁，固定杆内装有永久磁铁，动杆两端套装有推杆。可用于边远或缺煤、缺水力地区和农村，作为发电机或发动机之用；结构较简单；使用和操作简便。 2 CN01118585.6 电磁永磁原动机电磁永磁原动机，由摆动杆和固定杆组成，摆动杆铰接于立轴上，摆动杆内装有电磁铁，固定杆内装有永久磁铁，摆动杆的纵杆两端铰接有推杆。可用于边远或缺煤、缺水力地区和农村，作为发电机或发动机之用；结构较简单；使用和操作简便。 3 CN01118583.X 永磁力原动机永磁力原动机，由动杆、滑轮和升降杆组成，动杆内装有永久磁铁，升降杆内均装有永久磁铁，动杆两端套装有推杆，滑轮通过吊绳吊装两升降杆。可用于边远或缺煤、缺水力地区和农村，作为发电机或发动机之用；结构较简单；使用和操作简便。 4 CN01129575.9 电磁永磁联合励磁发电机电磁永磁联合励磁发电机，转子面对气隙表面均布凸齿，齿距为一对极距，其间设置相同极性的永磁体，各凸齿上设电磁励磁线圈，由可正反变幅直流源供电，产生±Δφ，叠加在永磁体产生的主磁通φ上，构成对发电机电压的调节。本发明发电机解决永磁发电机电压不可调节问题，而无需损耗大、价贵、运行不可靠的动力电路中的调压装置。 5 CN01129576.7 带电励磁桥的永磁发电机带电励磁桥永磁发电机每极的永磁磁通由设在电机激磁部分由电枢一边表面跨于两相邻极之间的磁桥分路。绕磁桥设电励磁线圈，由变幅直流电压供电，使在磁桥中产生的磁通与经过磁桥的永磁磁通方向相反。通过调节电励磁的强弱，改变经过气隙的磁通大小，从而调节发电机电压，改变电励磁变幅电流的频率将改变发电机包络线的频率，从而取得变频电压。本发明可简单、方便、经济地对永磁发电机调压稳压及变频。

汽车专业英语2版参考译文 - 第7章电动汽车与混合动力电动汽车

Chapter 7 Electric Vehicles and Hybrid Electric Vehicles 第7章电动汽车与混合动力电动汽车 7.1 Electric Vehicles （EVs）电动汽车最近几年，采用电驱动装置（由作为动力源的蓄电池或燃料电池和作为原动机的电动机组成）的汽车（见图7-1）引起了广泛的关注。图7-1 电动汽车组成示意图 1-电动机2-蓄电池组3-电机控制器4-接触开关5-熔断器6-真空泵7-DC/DC变换器8-仪表9-动力转向泵10 蓄电池充电器纯电动汽车（BEV）特斯拉是最早的锂离子电池驱动的汽车。它是一种纯电动跑车。这个杰作于2006年首次公之于众。该车使用锂钴电池组可行驶244英里，并能够在4秒内加速到60英里/小时（96公里/小时）。在2009到2016年之间，特斯拉由发生了巨大的变化。该公司目前生产Model S、Model X 和Model 3三款电动汽车。其中Model S在仅仅2.5秒的时间内可从静止加速到60英里/小时。它还具有自动驾驶功能，从而使高速公路行驶更安全、更轻松。中国的比亚迪公司与2009年在北美国际车展上展示了E6型电动汽车，其250英里的续驶里程引起了媒体和一般公众的广泛关注。该公司能够生产自己的锂离子电池，设计寿命10年，在10分钟内，可充满电池容量的50%。纯电动汽车（见图7-2），作为能量储存装置的电化学蓄电池总体上会决定着电动汽车的性能和续驶里程。电动汽车使用的蓄电池由三种类型：铅酸蓄电池、镍基电池（镍镉电池、镍金属氢化物蓄电池）和锂电池（锂离子电池、锂聚合物电池）。铅酸蓄电池比其他两种都便宜，因而广泛应用于工业车辆。镍基电池和锂电池正在越来越多地用于电动道路车辆。由于能量密度和功率密度较高和寿命较长，镍金属氢化物电池正在越来越多地用于电动乘用车和混合动力乘用车。新型锂电池目前正在开发中，其中包括使用由纳米组织钛酸锂制成的先进电极的新型锂电池，这种电池的功率密度可高达3kW/kg，能快速大电流放电，而不会过热或导致内部结构的破坏，同时充电速度快，比普通的可充电蓄电池需要的充电时间短很多。电动汽车的动力总成包括三个组成部分：动力控制器、电动机和变速器。动力控制器对电动机电流和电压进行调节，从而实现对电动机输出扭矩的调节。电动机与驱动轮之间的变速器通常只有一级或两级齿轮减速机构。对于大多数当前的电动汽车来说，变速器只有一个单级齿轮减速机构来为汽车提供要求的爬坡能力和希望的最高车速。

dcdc的参数及使用注意事项(电感储能型)

一、常用指标。 1，开关频率。开关频率F=1/T=1/(T ON + T OFF). 开关频率低，由于开和关的时间都比较长，因此为了输出不间断的需要，需要把电感值加大点，这样可以让电感可以存储更多的磁场能量。同时，由于每次开关比较长，能量的补充更新没有如频率高时的那样及时，从而电流也就会相对的小些。更高频率DCDC有很多优势。目前开关频率已达到数百KHz甚至上千KHz，开关频率的提高，会使脉冲变压器、滤波电感、电容的体积、重量都大大减小。频率越高，所需要的电感的感值就越小，电感线圈的圈数越少，直流阻抗越低。频率越高，所需要的电容的容值就越小，电容的体积越小。开关频率提高，也会使瞬时响应更快。高频率也会带来一些缺点。主要缺点就是效率会降低，热耗散也会增加。开关频率的倍频会对射频系统造成干扰。 2，纹波系数和噪声。 DCDC开关电源工作在高频开关状态，会产生传导干扰和辐射干扰。如无特别要求，一般纹波电流控制在不超过平均电感电流的两成。 Buck降压型DCDC的纹波系数为：可知，要想降低纹波电压ΔV O，除与输出电压有关外，增大储能电感L和滤波电容C可以起到显著效果，提高半导体开关电源器件的工作频率也能收到同样的效果。 Boost升压型DCDC的纹波系数为：可知，要想降低纹波电压ΔV O，除与输出电压有关外，增大滤波电容C可以起到显著效果，提高半导体开关器件的工作频率也能收到同样的效果。 Buck-Boost升降压型DCDC的纹波系数为：电感储能型DC/DC是电源噪声和开关辐射噪声(EMI)的来源。宽带 PFM 电感式 DC/DC 变换器会在宽频带内产生噪声。可采取提高电感式DC/DC变换器的工作频率，使其产生的噪声落在系统的频带之外。电荷泵不使用电感，因此其 EMI影响可以忽略。泵输入噪声可以通过一个小电容消除。 3，输入电压。电感式DC/DC 变换器的最小输入电压可以做的较小，比如电池供电专用电感式DC/DC 变

永磁直驱风电系统建模及其机电暂态模型参数辨识

永磁直驱风电系统建模及其机电暂态模型参数辨识程玮;陈宏伟;石庆均【摘要】Aiming at the characters of direct-driven wind-power system with permanent magnet synchronous generator (PMSG) based on back-to-back pulse width modulation(PWM) converter, the wind turbine, the control strategies of turbine-side converter and grid-side con verter were analyzed. PMSG detail model using Matlah/Simulink was established. Based on this, electromechanical transient model for di rect-driven wind-turbine generator was constructed according to 3 orders synchronous generator model. Particle swarm optimization ( PSO) al gorithm was used to identify the parameter for the mathematical model. The simulation results show that the detail model can reflect direct- driven wind-power system' s operation as wind speed changing, while it can track the maximum power point. The electromechanical transient model coincides with the detail model well. It reflects the active and reactive power of the direct-driven wind-power system when grid voltage is changed. The parameter identification using PSO is effective. The results indicate that the detail model can be used to refine power output control strategy, the electromechanical transient model can be used to study direct-driven wind-power system interacted with the grid.%针对基于双脉宽调制(PWM)变换器的永磁直驱风电系统的运行特性,分析了风力机特性、电机侧变换器和电网侧变换器的控制策略,利用Matla/Simulink建立了反映电力电子开关动作的永磁直驱风电系统详细模型,并在此基础上根据同步电机3阶暂态模型,建立了直驱风机的机

超级电容储能系统中双向DC-DC变换器控制策略研究

超级电容储能系统中双向DC-DC变换器控制策略研究曹成琦;王欣;秦斌;张凯;梁枫【摘要】城市轨道交通站间距较短、运行密度大,列车需要频繁的启动和制动,列车在启动时需要大量能量,导致直流牵引网电压下降;列车在再生制动时产生大量能量,导致直流牵引网电压升高,严重时还会使再生制动失效.针对这一问题,提出将双向DC-DC变换器应用于超级电容储能系统中,并设计了电压外环、电流内环的双PI 控制策略.利用Matlab/Simulink搭建了双向DC-DC变换器和超级电容储能系统的仿真模型,分析了双向DC-DC变换器在Buck模式、Boost模式下的运行情况以及电压外环、电流内环的双PI控制策略的控制效果.仿真结果验证了双向DC-DC 变换器能够实现能量的双向传输和控制策略的有效性. 【期刊名称】《湖南工业大学学报》【年(卷),期】2016(030)006 【总页数】5页(P18-22) 【关键词】超级电容储能系统;双向DC-DC变换器;电压外环、电流内环的双PI控制策略;再生制动【作者】曹成琦;王欣;秦斌;张凯;梁枫【作者单位】湖南工业大学电气与信息工程学院,湖南株洲 412007;湖南工业大学电气与信息工程学院,湖南株洲 412007;湖南工业大学电气与信息工程学院,湖南株洲 412007;湖南工业大学电气与信息工程学院,湖南株洲 412007;湖南工业大学电气与信息工程学院,湖南株洲 412007

【正文语种】中文【中图分类】TM46 当前不可再生能源越来越紧张，开发新能源和节约能源是解决能源问题的根本途径。超级电容作为一种新型的储能元器件，在列车上得到了广泛的应用。如图1所示为超级电容储能系统的控制框图，超级电容储能系统由超级电容组和双向DC-DC 变换器构成。超级电容储能系统在列车再生制动时，储存再生制动产生的能量，防止直流牵引网电压过高；在列车启动或者加速时，释放储存的能量补偿下降的直流牵引网电压，这样能够极大地节约能量[1]。双向DC-DC变换器具有结构简单、效率高、系统损耗小的特点[2]，是实现能量双向传输的直流变换器，结合了Boost电路和Buck电路的升降压功能，因此广泛应用于储能系统、电动汽车、太阳能发电系统等中[3]。双向DC-DC变换器通过开关管接收系统通断的开关信号，从而组成降压斩波电路和升压斩波电路。双向DC-DC变换器可以分为隔离式和非隔离式2种。非隔离式与隔离式双向DC-DC 变换器相比，具有元器件更小、效率更高、无变压器损耗等优点[4]，所以非隔离式双向DC-DC变换器应用更加广泛。为了使超级电容能够及时充放电，有效地抑制直流牵引网电压的波动，本文采用电流内环控制、电压外环控制的双闭环和双PI的控制策略[5]，选取非隔离式双向 DC-DC变换器。 1.1 拓扑结构双向DC-DC变换器对输入和输出电压的极性并不影响，只改变电压的大小。双向DC-DC变换器通过IGBT的通断和二极管的续流来实现能量的双向传输。根据控制系统产生的脉冲来控制IGBT开关管的通断，当一个IGBT开关管导通，另一个IGBT开关管关断，关断的IGBT中反向二极管续流进而构成回路[6]。如图2所示

现代电机技术及其应用

现代电机技术及其应用黄苏融 (上海大学自动化系200072, email: srhuang@https://www.360docs.net/doc/6b19022345.html,) 摘要：传统的交流电机设计思想是约束在正弦波电压源供电与径向磁场结构基础上。然而，电力电子逆变器与电机的结合，以及开关磁阻电机、无刷直流电机、轴向磁场电机和横向磁场电机的出现则打破了这一传统理念，促使电机设计技术新的变革和创新，导致了逆变器供电电机。逆变器供电电机的设计则建立在电机本体和逆变器的最佳融合以及与电子驱动负载转矩特性的配合上。本文论述了现代电机技术的主要发展过程、现状与近期的研究热点。关键词: 逆变器供电电机汽车线控电子化现代电机设计 1 引言电机设计是传统电气工程的一个重要分支，早在二十世纪二十年代至二十世纪三十年代初期，异步电机、同步电机等传统电机设计技术的研究已达到顶峰。在被称之为电机设计技术研究的第一个黄金年代的这一时期[1]，几乎所有的交流电机设计被约束在正弦波电压源供电基础上，这就不可避免地导致传统的异步电机和同步电机必须采用正弦分布的定子绕组以最佳匹配正弦波电压源供电。电力电子变换器的发展，给电机设计研究者提供了打破正弦波电压源供电约束的可能性；然而，在相当长的一段时期内，交流电机设计仍然被束缚在正弦波逆变器电压源供电基础上。二十世纪七十年代，随着电力电子技术的发展，电流控制型逆变器首先在异步电机驱动系统中成功应用。开关磁阻电机研究热的兴起和无刷直流方波电机理论的不断完善，促使电机设计理念产生新的变革和创新。于是，电机研究者开始探索思考: 难道三相仍是交流电机的最佳相数吗？正弦波电压源仍是电机的最好波形吗？甚至径向气隙磁场结构是电机的唯一结构吗？电力电子逆变器与电机的结合，永磁材料的广泛应用和新型软磁铁芯的不断出现，导致了电机结构、设计、性能和制造技术方面的革命，促使逆变器供电电机家族(Converter Fed Machines)迅速壮大。主要有开关磁阻电机、双凸极永磁电机、无刷直流永磁电机、无刷永磁同步电机、轴向磁场电机、横向磁场电机和具有磁场控制能力的永磁电机等。八十年代初期发展至今的逆变器供电电机技术被称之为电机设计的第二个黄金年代[1]。现代电机设计是建立在逆变器供电电机基础上，典型的逆变器供电电机驱动系统如图1所示。当今，电流控制型电压源PWM逆变器(CRPWM)已成为高性能电机控制器的基本部分；逆变器供电电机的设计和系统性能仿真被建立在电机本体和逆变器的最佳融合以及与电本研究项目与美国威斯康星大学T.A.Lipo教授合作并得到中国国家自然科学基金资助(59877014)。

一种基于虚拟同步机的背靠背系统控制策略

一种基于虚拟同步机的背靠背系统控制策略张宸宇; 缪惠宇; 史明明; 梅飞; 袁晓冬; 郑建勇【期刊名称】《《电测与仪表》》【年(卷),期】2019(056)019 【总页数】7页(P107-113) 【关键词】背靠背; 虚拟同步机; 控制策略; 性能评估; 能量传输【作者】张宸宇; 缪惠宇; 史明明; 梅飞; 袁晓冬; 郑建勇【作者单位】国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211103; 东南大学电气工程学院南京210096; 河海大学能源与电气学院南京210098 【正文语种】中文【中图分类】TM76 0 引言目前，采用全控型电力电子器件的背靠背变流器系统(Back to Back Converter)能够实现能量的双向流动、有功无功功率独立控制、谐波含量小、直流电压可控等功能[1-2]，其在能源危机和环境问题加剧的当今社会，广泛应用于变速恒频风力发电、轻型直流输电系统、电动机变频调速、新能源并网等领域。背靠背系统控制目标是保持直流母线电压恒定，实现两个交流系统之间的功率交换[3]，整个系统的工作性能与主电路的硬件结构和参数有关，还受到控制器控制策略和参数选择的影响。

在背靠背系统的拓扑结构的基础上，国内、外学者已经提出多种控制策略，例如模糊控制、直流功率控制、dq坐标系下级联控制、非线性控制、谐振控制等等[4-6]。上述控制策略均需要在控制中加入锁相环PLL用于同步，以实现并网控制。通常情况下，变换器作为受控电流源进行并网，无法实现电压幅值和频率调节，电流大小由功率控制和直流侧电压控制决定。虚拟同步机(Virtual Synchronous Generator, VSG)控制策略通过模拟同步电机的输出特性，让电力电子器件从外特性上具有阻尼和惯性[7]。挪威工业科学研究院提出VSM(Virtual Synchronous Machine)模型，采用双环控制实现惯性、阻尼模拟。德国克劳斯塔尔大学提出采用VISMA利用转子运动方程和定子侧电气方程建立模型，但是该种模型的控制性能受到模型精度的影响[8]。钟庆昌教授提出Synchronverter模型，在模型中直接对电气方程和转矩方程进行建模[9]。Synchronverter模型不需要额外添加锁相环，直接控制输出电压和频率，其控制策略与传统同步电机类似。文献[10]中提出采用VSG控制策略用于背靠背系统中，两个变换器采用Synchronverter模型，实现单向功率变换。文献[11]中一个逆变器采用电流源控制策略，另一个采用VSG控制，实现单向功率传输。本文中采用Synchronverter模型实现背靠背系统功率双向传输。本文对背靠背系统进行建模，分析dq旋转坐标系下传统控制策略和VSG控制策略，提出一种应用于背靠背系统的改进型VSG控制。针对不同的工况进行仿真分析，对两个控制策略进行性能评估，从均方误差、平均绝对误差和平滑指数三个方面分析对比。并将背靠背变换器应用至能量平衡系统中，验证其有效性。 1 背靠背系统背靠背是指两个逆变器通过直流母线相连接的结构，其中逆变器可以是单相结构或者三相结构，能够实现四象限运行。图1所示的是传统dq旋转坐标系实现背靠背