蔡晓峰-《风力发电机转矩控制》

合集下载

一种应用于小型永磁同步风力发电系统的简单控制方法

达到世界电力总量的１％，２创造１０８万个就业机会，并在全球减少１０多亿吨Ｃ０Ｏ废气，风力发电
具有广阔的发展前景 …＿。２ｊ
与小容量发电系统相比，容量风机造价及大
廉价的二极管桥式电路整流，并采用了一个Ｂｏｔｏｓ电路对输出功率进行控制，因此减少了开关设备、
桥式电路，系统只有一个开关设备，大大降低了成本，同时新增了一个Ｂｏ电路，ｏｓｔ可以通过控制它
２３
风力发电系统的费用主要集中在两大块：整
ＫｅｒｓＳｍａｌｓｚｄｗｉｄｐｏｒｇｎｒｔｙｔｍ；ｙｗｏｄｌ—ｉｅｎｗｅｅｅａｉｓｓｅＰＭｙｈｏｕｓｇｎｒｔｒｎｇｓｎｃｒｎｏｅｅａｏ；
Ｂｏｓｉｃｔｏｔｃｒｕｉ
０引言
全球风能资源丰富，几乎分布在所有的地区
和国家，它作为＿种可再生能源，具有施工简单、周期短、维护费用低、清洁无污染和不消耗任何燃料等优点。现代风能最主要的利用形式一风力发电得到了迅速的发展，成本大幅下降，其正形成与
常规发电不相上下的趋势，计到２２风电将预００年
ｃｒｕｔａｄａｘｒｏｓｉｕｔｆｒｒｃｉｃｔｎＩｓｏｔｕｏｒｃｎｂｏ￣ＨｄｂｉｉｎｎｅｔＢｏｔｃｒｉｏｅｔａｉ．ｔｕｐｔｐｗｅａｅｃｎｏｅｙｃａｃｉｆｏ
Ｍｅ，ＣｈｎＺｈｎｒｎ，ａｄＣｈｎＧｕｉＮｉｅｏｇｅｎｅｏ

风力发电机直接转矩控制方法[发明专利]

[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101340172A [43]公开日2009年1月7日[21]申请号200810055580.9[22]申请日2008.08.08[21]申请号200810055580.9[71]申请人山西合创电力科技有限公司地址030032山西省太原市太原高新区长治南路合创科技园[72]发明人郑德化赵春生张晓巍李刚菊杨文元郭史鹏王世杰郑阿龙 [74]专利代理机构太原市科瑞达专利代理有限公司代理人刘宝贤[51]Int.CI.H02P 9/00 (2006.01)权利要求书 4 页说明书 13 页附图 6 页[54]发明名称风力发电机直接转矩控制方法[57]摘要一种风力发电机直接转矩控制方法，目的是在风力发电的暂态过程中能迅速对发电机加以控制；本发明根据动态的脉冲宽度调制(PWM)调节使旋转磁场φs 总是在约束和控制变量φmm ≤φt ≤φmax ，T min ≤T t ≤T max ，θmin ≤θt ≤θmax 的条件下使合成旋转磁场φs 落后于转子而使风力发电机输出与轮桨风力相适应的有功电磁功率；这里φt 、T t 、θt 是实时采集计算的风力发电机的合成旋转磁场φs 、转子的电磁转矩T m 、以及风力发电机定子电压E G 与电力系统电压E S 的相位角θ的时间变量；本发明采用模糊数学的策略控制方式，将所有矢量替换为模糊集合，这样的数学处理过程使本发明方法更接近工程实际，使其能更准确的控制合成旋转磁场φs，完成对风力发电机直接转矩控制的功能。

200810055580.9权利要求书第1/4页 1、一种风力发电机直接转矩控制方法，其特征是根据动态的脉冲宽度调制调节使旋转磁场总是在约束和控制变量T min≤T t≤T max，θmin≤θt≤θmax的条件下使合成旋转磁场落后于转子而使风力发电机输出与轮浆风力相适应的有功电磁功率；这里T t、θt是实时采集计算的风力发电机的合成旋转磁场转子的电磁转矩T m、以及风力发电机定子电压E G与电力系统电压E S的相位角θ的时间变量，可通过下列公式求得：P r＝E2N I1c o sθs，式中，P e是风力发电机向系统输出的有功电磁功率；P e＝P r-P jrP jr是转子上消耗的有功功率；P r是发电机转子上的每相功率，E2N是定子等效电压，I1是定子电流，θs 是两者间的夹角，ωr是转子角速度，n s是发电机的同步速度，k是常数，E d 是用于风力发电机变换器的直流电源，X′T是发电机定子电压E G与电力系统电压E S之间的等效电抗。

2.0MW双馈发电机最大风能捕获转矩控制原理及分析

2.0MW双馈发电机最大风能捕获转矩控制原理及分析李华兵【摘要】双馈发电机的输入机械功率与风力机的输出功率有关，为提高风能转换效率，使风能利用效率最大，必须在风速变化时及时调整风力机叶片的转速，使叶尖线速度与风速之比始终等于最佳叶尖速比λm。

保持最佳叶尖速比λm，就可获得最佳的风能利用系数Cpmax，使风力机沿着最佳功率曲线Popt运行，最终到达新风速下的稳态，风力机将会实现最大风能捕获，输出最大功率Pmax。

【期刊名称】《低碳世界》【年(卷),期】2016(000)019【总页数】2页(P40-41)【关键词】电磁功率;机械功率;最大风能捕获;风能利用系数;风速;转速;叶尖速比;最佳功率曲线【作者】李华兵【作者单位】中工武大设计研究有限公司，湖北武汉430000【正文语种】中文【中图分类】TM6141.1 双馈发电机的运动方程式中：Tm为风力机给发电机提供的机械转矩；Te为发电机的实际电磁转矩；J为发电机的转动惯量；ωg为发电机的机械转速。

1.2 双馈发电机的能量关系定子功率平衡方程：式中：Pe1为定子的电磁功率；P1为定子输出的有效电磁功率；PCu1为定子绕组的铜耗。

转子功率平衡方程：式中：P2为转子侧输入或输出的有效电磁功率；PCu2为转子绕组的铜耗；Pe2为转子绕组转换或传递的电磁功率。

由双馈发电机的基本方程式可得：由式（4）可见，转子的电磁功率始终保持为转差功率sPe1，仅为定子电磁功率的一小部分，变频器的容量得到了很大程度的降低。

对于双馈发电机，Pe1为正值，所以当转差率s〈0时，Pe2为负值，此时转子向变频电源输出电磁功率；当转差率s〉0时，Pe2为正值，此时转子由变频电源输入电磁功率。

双馈发电机轴上输入的机械功率为Pm，根据能量守恒原理，可得：式中：Pe为发电机的总电磁功率。

1.3 最大风能捕获电磁转矩控制的特点（见表1）在实际运行过程中，一方面决定了该发电系统的功率输出量和输出能力，另一方面也直接关系着发电系统运行的安全可靠性。

永磁同步风力发电机最大功率控制

ｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｄｕｅｔｏｔｈｅｒｅｎｅｗａｂｉｌｉｔｙａｎｄ
ｃｌｅａｎｎｅｓｓｏｆｗｉｎｄｅｎｅｒｇｙ．
Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｄｅａｌｓｗｉｔｌｌａｖａｒｉａｂｌｅ—ｓｐｅｅｄｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｕｓｉｎｇｐｅｒｍａｎｅｎｔｍｓｏｆＰＭＳＭｉｓａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｃｏｐｐｅｒｌｏｓｓａｎｄ
ｉｒｏｎｌｏｓｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ—ｏｐｔｉｍｉｚｅｄｃｏｎｔｒｏｌｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄａｐｐｌｉｅｄｔｏｗｉｎｄ
ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｇｅｎｅｒａｔｏｒ（ＰＭＳＭ）．Ｉｎｐａｒｔｉｃｕｌａｒ，ａｎｅｗＰＭＳＭｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｍａｘｉｍａｌｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｗｉｎｄｅｎｅｒｇｙｔｏａｓｓｕｒｅｍａｘｉｍｕｍｏｕｔｐｕｔ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆ
利用空气升力的风力机又可进一步细分，按旋转轴方向分成水平轴风力机和垂直轴风力机。能量驱动链（风轮、主轴、增速箱、发电机）呈水平方向的称为水平轴风力机：能量驱动链与水平方向垂直的称为垂直轴风力机。垂直轴风力机又被称为达里厄型风力机，是由法国人ＣｔＪ．Ｍ．Ｄａｒｒｉｅｕｓ于１９２５年发明的。达里厄型风力机不受风向影响，变速箱和发电机可以安装在地面。但它每次转速改变时，扭矩都有较大的波动，不能自启动，风速大时调节限速困难。垂直轴风力机从７０年代开始发展，并逐步形成商业化生产。最大的垂直轴风力机是加拿大生产的，功率达到４．２ＭＷ。８０年代末之后，全球范围内对垂直轴风力机的研究和发展几乎停止。

变速风力发电的最大风能捕获控制方法

变速风力发电的最大风能捕获控制方法马小亮【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2011(041)005【摘要】有两种最大风能捕获控制策略:转速控制和功率控制.转速控制较直接、好理解,容易被做过电动机调速的人们接受.但是,大量实际系统都采用功率控制.分析了转速控制的问题及介绍功率控制的工作原理.最后给出一个实用的双馈风力发电机的控制框图,供参考.%There are two kinds of control strategies for capturing maximum wind power: speed control and power control. Speed control is more direct,easier to understand and to be accepted by the persons who familiar with variable speed motor drives. Unfortunately,most practice systems adopt power control. The problems of speed control were analyzed and the theory of power control was introduced. Finally,a practice control block diagram of doubly-fed wind generator was shown.【总页数】4页(P3-6)【作者】马小亮【作者单位】天津电气传动设计研究所,天津300180【正文语种】中文【中图分类】TM614【相关文献】1.变速风力发电最大风能捕获控制方法的比较和研究 [J], 董汝佳;李翠玲2.变速恒频双馈风力发电系统最大风能捕获控制 [J], 张志;王清灵;朱一凡3.变速恒频双馈风力发电系统最大风能捕获控制 [J], 张志;王清灵;曾志勇4.双馈变速恒频异步风力发电机的控制方法 [J], 马幼捷;武磊;周雪松5.变速变桨距风力发电机组控制方法研究 [J], 雷晓梅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种永磁同步电动机起动电路

一种永磁同步电动机起动电路
杜红织;蔡峰
【期刊名称】《电工技术》
【年(卷),期】2002(000)001
【摘要】由于永磁同步电动机带负载时起动非常困难，于是笔者试制了一种由单片机控制的起动电路来解决，经反复试验，该电路效果较好。

【总页数】1页(P53-53)
【作者】杜红织;蔡峰
【作者单位】华北石油一中;河北建工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM32
【相关文献】
1.一种新型永磁同步电动机伺服控制系统设计 [J], 林建洪;方丽芳
2.一种确定永磁同步电动机最佳极弧系数组合的方法 [J], 谭耿锐;方超;黄信;杜晓彬
3.一种优化的永磁同步电动机直接转矩控制开关表 [J], 李耀华;曲亚飞;孟祥臻;师浩浩;焦森
4.一种不对称偏心气隙结构永磁同步电动机设计 [J], 潘陶红; 崔巍
5.介绍一种用时间继电器控制的电动机降压起动电路 [J], 张令华
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于磁齿轮原理的场调制永磁风力发电机及其控制系统研究

基于磁齿轮原理的场调制永磁风力发电机及其控制系统研究一、概括《基于磁齿轮原理的场调制永磁风力发电机及其控制系统研究》这篇文章我们要探讨的就是如何利用磁齿轮原理来提高风力发电机的效率。

这可不是一件小事，因为风力发电本身就是一种非常环保、可持续的能源方式，而如果我们能进一步提高其效率，那就是对地球环境的更大贡献了。

所以我们要用尽一切手段，包括新的科技手段，来研究这个问题。

在这个项目中，我们不仅要深入研究磁齿轮原理，还要设计出一套全新的控制系统，以实现对风力发电机性能的精确调节。

这套控制系统需要能够根据风速的变化，实时调整发电机的转速和输出功率，以达到最佳的发电效果。

这就像是给风力发电机装上了一副智能眼睛和大脑，让它能够自动适应各种环境条件，始终保持最高的工作状态。

我们的研究目标就是要让风力发电机变得更聪明，更高效。

我们相信只要我们坚持不懈，这个目标一定能够实现。

让我们一起加油吧！1.背景和意义在当今社会，随着科技的不断发展，人们越来越关注可再生能源的研究和应用。

永磁风力发电机作为一种新型的清洁能源发电设备，因其具有高效、环保、无噪音等优点，受到了越来越多的关注。

然而传统的永磁风力发电机存在着输出功率受限、效率低等问题。

为了解决这些问题，研究者们开始尝试采用场调制技术来提高永磁风力发电机的性能。

场调制技术是一种通过对磁场进行实时调控的方法，以实现对永磁风力发电机输出功率的有效控制。

这种技术可以使永磁风力发电机在不同的转速下保持较高的输出功率，从而提高了其整体效率。

此外场调制技术还可以降低永磁风力发电机的噪音水平，使其更加适应人类居住的环境。

基于磁齿轮原理的场调制永磁风力发电机及其控制系统研究，正是在这一背景下应运而生的。

本文将对这种新型永磁风力发电机及其控制系统进行深入研究，以期为我国可再生能源的发展提供有力支持。

我们相信通过不断的技术创新和努力，我们一定能够实现绿色、高效的能源生产方式，为保护地球家园、实现可持续发展做出贡献。

双馈感应风力发电机直接转矩控制的研究

中图分类号：Ｍ３Ｔ１
文献标识码：Ａ
文章编号：０６４１（００） — ０１０１０ — ３１２１００６ — １４
ＤＣ控制策略通过查表来实现＿由磁链与转矩的滞环调节器Ｔ１ｌ，相当前人类发展所共同面临的两大问题：是能源枯竭，煤炭、的输出来决定逆变器开关状态的选择。一旦开关状态被估计出，一如石油和天然气等常规能源储量日益减少；二是生态环境的恶化。基应的电压矢量加在转子侧，会改变转子磁链。电压矢量的切线分将于上述的两大问题，发和利用可再生无污染能源对于人类生存环量决定转矩，向分量决定磁链的幅值。开径境的改善意义重大，力发电是大规模利用风能最经济的方式。因风２控制系统仿真模型此，国内外都很重视风能的开发利用。目前，在风力发电领域，双馈转矩与磁链计算电机的应用逐渐占有重要地位，用它可以充分利用风能，能根使它为实现直接转矩控制，转矩调节器与磁链调节器需要转矩与磁
理得出双馈发电机的等效电路。有磁链模块，转矩模型模块，链调节模块，矩调节模块共同建立磁转
由电路图得定、子的有功的模型。转功率和无功功率的表达式如下：３仿真结果＝Ｕ２（ｓ百１Ｒ双馈风力发电机利用坐标变换的数学表达式，参数如下：功率

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

1、空气动力学公式风功率
机械功率
CCWE
Capture Wind，Creating Energy
1、空气动力学公式
图 1、功率系数在不同变桨角度情况下与与尖速比的关系曲线2010-11-12风力发电机转矩控制
图1 为
对于特定风机，存在唯一的最佳尖速比，使尖速比时，功率利用系数就会减小，降低风能利用率。

因此，对于风机控制，能够保证风机在特定风速下能够有与之对应的风机叶轮旋转速度是实现风机最大能量转换的关键。

C 2、控制原理讨论
2、控制原理讨论
最佳风能利用系数
2010-11-12风力发电机转矩控制
2、控制原理讨论发电功率与叶尖速度之间的关系
2、控制原理讨论发电机转矩与转速之间的关系
CCWE
Capture Wind，Creating Energy 2、控制原理讨论
图3、控制分区
2010-11-12风力发电机转矩控制
3、控制策略•启动区
•最大风能跟踪区
•恒速区
•恒功率区
4、控制策略验证Bladed 外部控制器2010-11-12风力发电机转矩控制。