開關(guān)磁阻電機(jī)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用

1、開關(guān)磁阻電機(jī)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用發(fā)電機(jī)是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，是將絳動(dòng)力與輸出電畿連接的工具，它不僅直接影響到輸出電能的質(zhì)量和效率，也影響到整個(gè)風(fēng)電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的性能和結(jié)構(gòu)。因此，研制和選用適合于風(fēng)瞧轉(zhuǎn)換、運(yùn)行可靠、效率高、控制性能良好的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是風(fēng)力發(fā)電工作的重要組成部分。目前在風(fēng)電市場(chǎng)，永磁同步電機(jī)和無刷雙饋電機(jī)是應(yīng)用的主流。近年來，隨著風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展，開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究取得了一定的進(jìn)展。開關(guān)磁阻電機(jī)是磁阻電

2、機(jī)與現(xiàn)代電力電子技術(shù)!微機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它既繼承了磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固的優(yōu)點(diǎn)，又在高速發(fā)展的電力電子和微機(jī)控制技術(shù)的支持下獲得了良好的可控性以及較高容錯(cuò)能力。因此它在驅(qū)動(dòng)調(diào)速領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用同時(shí)也在發(fā)電領(lǐng)域如航天啟動(dòng)、發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等應(yīng)用方面，得到越來越多的重視。開關(guān)磁阻電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、成本低、效率高、調(diào)速范圍寬、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)已在諸多工業(yè)領(lǐng)域的調(diào)速和傳動(dòng)得到應(yīng)用。1986年，英國(guó)的N.N.Fulton首

3、先提出開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)并進(jìn)行了開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)研究，之后R.Cardenas等人研制成7.5kW開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)。目前國(guó)外仍未有實(shí)用的開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組投入使用（2004）。而國(guó)內(nèi)對(duì)開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究起步較晚，目前有中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)及浙江大學(xué)等正在從事相關(guān)的研究，主要進(jìn)行理論研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方面的工作。1、開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)適于風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)：普通的發(fā)電機(jī)如：異步發(fā)電機(jī)、感應(yīng)發(fā)電機(jī)、永磁發(fā)電機(jī)要輸出固定電壓，其轉(zhuǎn)速也須

4、固定，然而風(fēng)速是時(shí)刻變化的，所以風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)速必須固定不變(即恒速恒頻發(fā)電系統(tǒng))，導(dǎo)致風(fēng)能利用效率低下。顯然，如果使用變速發(fā)電機(jī)就能提高風(fēng)能利用效率(即變速恒頻發(fā)電系統(tǒng))，而開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)正滿足了這樣的要求。設(shè)計(jì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)一般需要著重考慮以下幾個(gè)問題：(1)地將不斷變化的風(fēng)能高質(zhì)量轉(zhuǎn)換為頻率、電壓恒定的交流電或電壓恒定的直流電。(2)高效率的實(shí)現(xiàn)兩種能量轉(zhuǎn)換，以降低每度電的成本。(3)穩(wěn)定可靠的同電網(wǎng)、柴油發(fā)電機(jī)及其他發(fā)電裝置或儲(chǔ)能系統(tǒng)

5、聯(lián)合運(yùn)行，為用戶提供穩(wěn)定的電能。據(jù)此衡量開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)，可以發(fā)現(xiàn)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)用于風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì):(1)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)可以方便的發(fā)出電壓恒定的直流電，尤其對(duì)于它勵(lì)方式，輸出電壓直接由勵(lì)磁電壓決定，而與轉(zhuǎn)速無關(guān)。在自勵(lì)方式下，也可以通過自身的控制器實(shí)現(xiàn)電壓恒定。(2)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)子上無刷、無繞組、無永久磁體，因此，成本低廉；不存在銅耗，發(fā)電效率高；同時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩低，動(dòng)態(tài)性能好。并且該系統(tǒng)是自同步運(yùn)行，低頻時(shí)，

6、不會(huì)出現(xiàn)那種變頻供電的感應(yīng)電機(jī)在低頻時(shí)出現(xiàn)的不穩(wěn)定和振蕩問題。因此即使在風(fēng)速較低的情況下，通過合理的設(shè)計(jì)。開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)也可以在風(fēng)力直(2)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)SRG及其功率變換器；(3)控制器，包括驅(qū)動(dòng)電路、過壓過流保護(hù)電路、電壓電流檢測(cè)電路、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路、單片機(jī)或DSP最小系統(tǒng)電路等；(4)蓄電池它是系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置(5)逆變器和負(fù)載，如果負(fù)載是直流負(fù)載，則不需要逆變器；(6)輔助電源，用來給控制器提供—15V、5V等多路電源。風(fēng)力發(fā)電