外转子混合励磁风力同步发电机研究

题名:外转子混合励磁风力同步发电机研究
作者:冯骥
学位授予单位:湖北工业大学
关键词:混合励磁;;风力同步发电机;;电磁设计;;仿真分析;;试验研究
摘要:

 风力发电已经成为世界上增长最快的新型能源。在过去的近半个世纪里,在各国政府的大力支持下,经过研究者的不懈努力,风电技术发展迅速,在技术水平、性价比以及装机容量等方面都取得了长足的进步,越来越多的大中型风电场相继建成并投入运行,为电网提供清洁能源。

 在风力发电领域,高效率的稀土永磁发电机已经引起人们关注。但是,永磁发电机也存在气隙磁场难以调节的问题,限制了它在大中型风力发电机中的应用。尽管国内外研究者提出了一些永磁发电机的调压和稳压方法,但大都技术复杂、成本高、实现难度大。近年来,混合励磁发电机令人瞩目,它可以实现宽范围Neodymium magnets的磁通调节,实时控制发电机的输出电压,扩展风力发电机发电的风速范围,提高风力发电效率。本文研究一种新型混合励磁外转风力同步发电机。这种发电机在内定子中增设了励磁绕组,通入直流电流就可以调节其气隙磁通,实现增磁或去磁；它不需要电刷或滑环,免维护,可靠性高。

 本文首先研究了不同型式的混合励磁电机,提出了外转子混合励磁风力同步发电机的拓扑结构,对这种新型发电机的运行原理和特性进行了理论研究；其次进行了三维磁场的建模与分析,并讨论了电磁设计方法；再次,建立了混合励磁风力同步发电机MATLAB仿真模型和系统仿真模型,进行了仿真分析；最后设计并试制了一台额定功率为200W、额定电压为110V、额定转速为600 r/min的风力同步发电机试验样机,构建了试验平台,对其进行一系列试验研究。试验结果表明,混合励磁风力同步http://www.chinamagnets.biz/Neodymium/Ball-Neodymium-Magnets.php发电机输出电压波形好,电压调节能力强,完全能够满足高性能风力发电机的要求。在上述工作的基础上,论文还给出了一台额定电压为110V、额定功率为4kW混合励磁外转风力同步发电机设计方案。
学位年度:2010