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風力發(fā)電歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機的研究
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步,資源和環(huán)境問題開始凸顯。清潔的可再生能源成為能源需求的方向,風能具有無污染、可再生的優(yōu)點,因此越來越受到人們的重視。在這一背景下,各國科學界投入大量精力研究風力發(fā)電技術(shù)。風力發(fā)電既可以有效地利用自然資源,又不會產(chǎn)生污染環(huán)境的附加物,是一種理想的發(fā)電方式。

風力發(fā)電歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機的研究
分析了風力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀和前景,介紹了風力發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀。對不同風力發(fā)電系統(tǒng)的特點進行比較,明確了OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機用于風力發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢。OMAL開關(guān)磁阻電機作為一種新類型的發(fā)電設備,具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、耐高溫、容錯能力強等優(yōu)點,且具有良好的低速直驅(qū)性能,在低速直驅(qū)風力發(fā)電中具有良好的應用前景。圍繞OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機(Switched Reluctance Generator, SRG)在小型直驅(qū)風力發(fā)電中的應用,進行理論分析、仿真研究,并在自主開發(fā)的OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機系統(tǒng)實驗平臺上進行了研究工作。首先,闡述了OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)和運行原理,對發(fā)電機勵磁和發(fā)電過程進行了詳細的解析分析,重點研究了相電流的解析表達式。介紹了發(fā)電機白勵發(fā)電和他勵發(fā)電兩種發(fā)電勵磁模式。在原理分析的基礎上總結(jié)了OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機的控制方式。其次,基于電磁場有限元分析得出的OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機不同定轉(zhuǎn)子位置處的磁化曲線,考慮電機鐵芯飽和的影響,采用Matlab/Simulink軟件環(huán)境建立了外轉(zhuǎn)子OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機的非線性數(shù)學模型。詳細分析了模型每個模塊的結(jié)構(gòu)與功能。同時采用電磁場的有限元方法對外轉(zhuǎn)子OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機的發(fā)電過程進行了仿真,以驗證基于Matlab軟件所建仿真模型的正確性。再次,基于前述建立的OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機仿真模型,對電機的穩(wěn)態(tài)及動態(tài)性能進行了仿真實驗。在分析的電機的控制策略和輸出特性的基礎上,研究起勵電壓、開通角、關(guān)斷角、轉(zhuǎn)速和外接穩(wěn)壓電容等控制參數(shù)對OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機發(fā)電過程及穩(wěn)定發(fā)電電壓的影響；同時對OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機系統(tǒng)的定子繞組缺相故障進行了仿真分析,以改善OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機的發(fā)電容錯能力。zui后,基于前述的仿真研究結(jié)果,研制出外轉(zhuǎn)子OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機的驅(qū)動控制系統(tǒng)實驗樣機,并在實驗平臺上并進行了相關(guān)實驗研究。該系統(tǒng)以TI公司的TMS320F2812控制芯片為核心?？刂葡到y(tǒng)的設計包括硬件部分和軟件部分,硬件部分包括功率變換器、位置傳感器及控制器的設計；軟件部分主要是DSP控制程序。

風力發(fā)電歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機的研究
這兩個部分的設計相互配合,共同控制OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機系統(tǒng)。在開發(fā)的外轉(zhuǎn)子OMAL開關(guān)磁阻發(fā)電機系統(tǒng)實驗臺上進行相關(guān)信號測試和器件的功能測試,并進行發(fā)電實驗。通過實驗結(jié)果驗證理論研究和仿真研究的結(jié)論,以及所開發(fā)實驗平臺的正確性。