永磁風力發(fā)電機的設計與并網(wǎng)研究.pdf

1、隨著人們環(huán)保意識的提高以及對化石燃料依賴性的降低，風力發(fā)電得到了人們的重視。其中分布式小型風電系統(tǒng)，可以充分就地利用風能資源，實現(xiàn)就地發(fā)電、就地使用、就地并網(wǎng)。在這樣的背景下，論文對小型永磁風力發(fā)電系統(tǒng)進行了比較深入的研究，以降低起動風速，提高風電能量轉換效率為主要目標，研究了小型永磁風力發(fā)電系統(tǒng)總體設計方案，重點對高效率永磁風力發(fā)電機設計和并網(wǎng)控制策略進行了研究。
　　首先，針對現(xiàn)在永磁風力發(fā)電系統(tǒng)中，永磁發(fā)電機起動阻力矩大、效

2、率較低的缺點，提出設計電機時應該減小永磁發(fā)電機起動阻力矩，主要是齒槽轉矩的削弱方法。以齒槽轉矩公式為基礎，研究分析了4種減小齒槽轉矩的方法：磁極偏移、優(yōu)化極弧系數(shù)、改變齒的形狀和斜槽，并用有限元進行仿真驗證。
　　其次，重點分析研究了現(xiàn)在應用廣泛的分數(shù)槽集中繞組電機，分析這種繞組的特征和約束條件；提出采用磁極偏心方法減小齒槽轉矩和降低電壓波形正弦性畸變率，建立了有限元模型分析不同的槽極組合和磁極偏心結構對齒槽轉矩和電壓波形正弦性畸

3、變率的影響；并通過測試兩臺樣機的空載感應電勢，說明了采用分數(shù)槽集中繞組可以改善感應電勢的正弦性。
　　然后，通過RMxprt和Maxwell2D場路結合的方法對永磁風力發(fā)電機的參數(shù)進行優(yōu)化，設計出齒槽轉矩小，感應電勢波形正弦性畸變率低的1.0kW的小功率永磁風力發(fā)電機。并用有限元方法分析空載、額定負載與短路故障時的運行特性，重點研究了電機短路故障時永磁體退磁情況。
　　最后，在永磁同步發(fā)電機數(shù)學模型的基礎上，對電壓源型雙 P