風(fēng)力發(fā)電未來(lái)的發(fā)展方向是逐步由集中式向分布式發(fā)展。水平軸風(fēng)力機(jī)由于噪聲巨大,體積結(jié)構(gòu)龐大、成本高、控制操作復(fù)雜等不太適合分布式布局,垂直軸風(fēng)力機(jī)以其體積小,發(fā)電效率合適,成本低,控制簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)符合分布式新能源發(fā)電技術(shù)的要求。開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)(Switched Reluctance Generator,簡(jiǎn)稱SRG)本身具有容錯(cuò)率高、生產(chǎn)成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì),非常適合垂直軸風(fēng)力機(jī)的要求,未來(lái)會(huì)成為分布式新能源發(fā)電技術(shù)的主力機(jī)型。針對(duì)開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)由于雙凸極結(jié)構(gòu)所造成的高耦合和強(qiáng)非線性等問題,本文著重分析了SRG運(yùn)行中機(jī)電能量轉(zhuǎn)換關(guān)系。根據(jù)SRG設(shè)計(jì)要求,利用有限元分析得到開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的磁鏈、角度和電流數(shù)據(jù),確定其非線性模型。本文以開關(guān)磁阻風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)和控制算法為研究對(duì)象,通過對(duì)SRG控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的分析,在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)速反饋控制的基礎(chǔ)上改進(jìn)最大功率跟蹤(Maximum Power Point Tracking,簡(jiǎn)稱MPPT)算法,即基于模糊邏輯控制下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的自整定,完成最大功率跟蹤控制,實(shí)現(xiàn)MPPT功能,提高風(fēng)能的利用率。對(duì)20kW開關(guān)磁阻發(fā)電控制系統(tǒng),完成功率變換電路、驅(qū)動(dòng)電...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況
        1.2.1 開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 開關(guān)磁阻電機(jī)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 SRG運(yùn)行原理及其數(shù)學(xué)模型分析
    2.1 SRG運(yùn)行原理分析
        2.1.1 SRG發(fā)電原理
        2.1.2 SRG能量轉(zhuǎn)換分析
    2.2 開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)基本方程式
        2.2.1 電機(jī)的電路方程
        2.2.2 電機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程
        2.2.3 機(jī)電聯(lián)系方程
    2.3 開關(guān)磁阻電機(jī)線性模型
    2.4 MPPT的算法及實(shí)現(xiàn)方法
        2.4.1 MPPT算法分類
        2.4.2 MPPT實(shí)現(xiàn)方法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 SRG控制系統(tǒng)算法研究及其仿真
    3.1 SRG控制系統(tǒng)組成
    3.2 功率變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    3.3 MPPT算法及實(shí)現(xiàn)原理
        3.3.1 最大功率跟蹤機(jī)理
        3.3.2 SRG風(fēng)力發(fā)電模糊控制器設(shè)計(jì)
        3.3.3 模糊控制規(guī)則的建立
    3.4 開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)非線性模型建立
        3.4.1 SRG非線性仿真模型
        3.4.2 SRG仿真控制系統(tǒng)
    3.5 風(fēng)輪機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)與仿真模型
        3.5.1 風(fēng)輪機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.5.2 風(fēng)輪機(jī)仿真模型的建立
    3.6 仿真驗(yàn)證
        3.6.1 不同風(fēng)速下的波形分析
        3.6.2 負(fù)載突變時(shí)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性
        3.6.3 角度控制仿真分析
        3.6.4 穩(wěn)態(tài)性能
        3.6.5 動(dòng)態(tài)性能
    3.7 本章小結(jié)
第4章 開關(guān)磁阻發(fā)電控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    4.1 主控制器設(shè)計(jì)
    4.2 驅(qū)動(dòng)電路
    4.3 功率變換電路設(shè)計(jì)
        4.3.1 主開關(guān)器件
        4.3.2 續(xù)流二極管選型
        4.3.3 濾波電容
    4.4 位置檢測(cè)電路
    4.5 電源電路設(shè)計(jì)
        4.5.1 驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)
        4.5.2 控制電源電路設(shè)計(jì)
    4.6 相電流檢測(cè)電路
    4.7 母線電壓檢測(cè)電路
    4.8 本章小結(jié)
第5章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    5.1 主程序設(shè)計(jì)
        5.1.1 初始化子程序
        5.1.2 位置信息檢測(cè)子程序
        5.1.3 啟動(dòng)子程序
        5.1.4 A/D采樣子程序
        5.1.5 角度位置和MPPT控制子程序
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        5.2.1 位置信號(hào)和母線電流測(cè)試
        5.2.2 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)、相電壓和直流母線電壓測(cè)試
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3741405