风力发电机转矩系统控制毕业论文.doc

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1、内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）风力发电机转矩系统控制毕业论文目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1风能11.1.1风能的特点21.1.2风能的特点21.2风力发电的发展31.2.1中国风力发电的发展概况及前景31.2.2国外风力发电的发展概况及前景61.3风力发电技术概述及其发展现状9第二章风力发电机的结构与基本理论122.1风力发电机组总体概述122.1.1风力发电机的结构及各组成部分的功能122.1.2风力机分类162.2风力机的工作原理及其受力分析182.3风力发电机组的控制系统212.4变桨距控制理论研究

2、232.4.1风力发电机变桨距技术介绍232.4.2变桨距控制理论242.4.3变桨距控制过程2560内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）第三章风力发电机转矩控制系统简介273.1转矩控制系统的设计273.1.1风力机输出功率特性273.2风力机转矩与转速特性曲线283.3转矩与转速的测量283.3.1转矩测量方法293.3.2应变测量原理293.3.3转速测量方法32第四章转矩控制系统硬件电路设计344.1系统设计总方案344.2各模块的的工作原理354.2.1功率模块354.2.2增量式编码器384.2.3接近开关394.2

3、.4PLC的简介414.3硬件主电路图48第五章转矩控制软件设计与系统仿真分析495.1转矩控制系统软件设计流程图495.2主程序505.3结果与分析57第六章总结与展望58参考文献60致谢6160内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）第一章绪论能源是人类生存的基本要素，国民经济发展的主要物资基础。由于化石资源的日益枯竭和人类对全球环境恶化的倍加关注，风能作为取之不尽、用之不竭的清洁绿色能源已深受全世界的重视。风力发电技术也随之得到迅猛发展，兆瓦级变速恒频变桨距风力机组已经成为当今国际社会风力发电机组的主流产品。我国风力发电起步较

4、晚，但由于国家政府的重视，正大力发展风力发电及其相关的技术研究。随着风电技术的进步和风电场的开发，我国风电产业开始形成。目前风电场的全年发电量近8亿度，已形成产值20多亿元，在社会经济生活中产生了一定的影响，不仅对当地能源供应结构和减少环境污染产生了影响，而且对促进地区经济的发展和增加新的就业机会也做出了实际贡献。1.1风能能源危机以来，人们的绿色环保意识的加强，世界风电事业迅速发展，装机容量迅速增加，风电产业不断扩大。中国是耗能大国，而石油、煤炭已不能满足日益增长的能源需求。60内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）在各种能源中

5、，风能是利用起来比较简单的一种，它不同于煤、石油、天然气，需要从地下采掘出来；也不同于水能，必须建造大坝来推动水轮机运转；也不像核能那样，需要昂贵的装置和防护设备。风能是太阳能的一种转换形式，是一种重要的自然能源。太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2％转化为风能，但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。我国风能资源储量丰富，据初步估算我国陆上离地面10m高度

6、层的风能资源总储量为32260000MW，可开发量为2530000MW；近海（水深不超过10m）区域，离海10m高度层的风能储量约为7500000MW。因此从宏观上看，我国具备大规模发展风力发电的资源条件。1.1.1风能的特点矿物燃料在利用过程中排放CO2、SO2、NO、CO等气体，造成了严重的环境污染，导致温室效应，产生酸雨等现象。目前，各国对环境保护、能源短缺等问题日益关注，均在努力发展风力发电，促进可持续发展，减少有害气体排放。风力发电既有效地利用了自然资源，又保护了自然环境，还解决了偏远地区人们的用电需求。1.1.2风能的特

7、点虽然风能是一种取之不尽、用之不竭、清洁无污染的可再生能源，且蕴藏量巨大，但是，利用风能发电比用水力发电困难得多，这是由于风能具有以下特点：(1)风能的能量密度小。为了得到相同的发电容量,风力发电机的风轮尺寸比相应的水轮机大几十倍。适合进行风力发电的风能密度一般为0.2~0.5kW/m2。(2)风能的稳定性差。风能属于过程性能源，具有随机性、间歇性、不稳定性，风速和风向经常变动，它们对风力发电机的工况影响很大。一般风力发电机的起动风速约3m/s，停机风速约25m/s，即3~25m/s为有效风力区，在有效风力区内，为得到较稳定的输出电

8、能，风力发电机必须加装调速、调向和刹车等调节和控制装置，这对10kW以下小型机组比较简单，对于100kW以上的中大型机组，就增加了许多实际困难。(3)风能不能储存。对于单机独立运行的风力发电机组，要保证不间断地供电，必须配备相应的储能