开关磁阻电机系统风力发电研究

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1、硕士学位论文开关磁阻电机系统风力发电研究WindPowerResearchofSwitchedReluctanceMotorSystem作者：李进中导师：陈昊教授中国矿业大学二○一五年五月中图分类号TM315学校代码10290UDC621.3密级公开中国矿业大学硕士学位论文开关磁阻电机系统风力发电研究WindPowerResearchofSwitchedReluctanceMotorSystem作者李进中导师陈昊申请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业电气工程研究方向电力电子与传动答辩委员会主席张建文评阅人二○一五年五月论文审阅认定书研究生李进中在

2、规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢随着论文的完成，在矿大的多年的求学过程也即将结束。首先感谢我的导师陈昊教授，他对电力电子专业的深入研究以及在电机控制方面丰富的经验，严谨细致的治学态度和谆谆教诲，是我研究生学海航行中的灯塔，给予我前进的方向。在三年的学习生活中，也得到了实验室人员的大力支持和帮助。感谢已经毕业的师兄刘超、房士军、刘潇、余国

3、军对我专业上的指导和帮助，感谢读博士的师兄王青、程鹤、王千龙、徐阳对我专业方向上的引导和帮助，感谢同级的王胜权、徐彤、刘小旭、张霄霄、卢林辉、杨洲、杨欢、胡振涛，在一起的探讨学习让我接触到了多个方面的专业知识，感谢邓鑫师弟给我的帮助支持。特别要感谢我的父母，是他们对我的始终如一的支持，鼓励我克服困难，你们最无私的爱激励我不懈地努力向前。最后，向所有评阅论文的老师、专家们一并致以诚挚的谢意，感谢你们百忙中为我审阅论文，谢谢！摘要本文在分析常用电机风力发电机系统结构和控制技术的基础上，提出了开关磁阻电机系统风力发电的研究。开关磁阻电机系统风力发电包括直

4、流电机模拟风力机特性系统和开关磁阻发电机系统这两个部分。在直流机模拟风力机特性系统的研究中，通过对风力机和直流电机基本理论和特性的分析，本文采取线性化风力机运行轨迹来规划直流电机的运行轨迹，通过采用功率和电流的双闭环控制方法来实现直流电机对风力机特性的模拟。针对开关磁阻发电机系统，本文首先介绍了开关磁阻电机的结构、发电原理以及常用发电方式。借助仿真模型对本文实验所采用开关磁阻电机进行了角度优化研究。本文然后对比分析了常用最大功率跟踪控制方法：风速跟踪控制方法、转速反馈控制方法、功率扰动控制方法以及转速闭环爬山法。在总结以上方法优缺点的基础上，选取了

5、转速闭环爬山法作为本文最大功率跟踪控制方法。最后，本文搭建了一套开关磁阻电机系统风力发电的试验平台，对直流机模拟风力机特性实验、开关磁阻风力发电系统功率输出特性实验和开关磁阻电机系统风力发电的最大功率跟踪实验进行了实验验证与分析。实验结果验证了风力机特性曲线线性化方法和转速闭环爬山法最大功率跟踪方法选择的正确性。关键词：风力发电；模拟风力机；开关磁阻电机；线性化；角度优化；转速闭环爬山法IAbstractThisdissertationfocusesonthewindpowerresearchofswitchedreluctancemotorsys

6、temonthebaseoftheanalysisofthestructureandthecontroltechnologyofthecommonlyusedmotorusedinwindpowersystem.Thewindpowerresearchofswitchedreluctancemotorsystemincludestwoparts,whicharethesystemofDCmotorsimulatingthecharacteristicofwindturbineandSRGsystem.Duringthestudyingofthesy

7、stemofDCmotorsimulatingthecharacteristicofwindturbine,byanalyzingthebasictheoryandcharacteristicofDCmotorandwindturbine,thisdissertationadoptlineartrajectoryofthewindturbinetoplanthetrajectoryofDCmotor,andadoptpowerandcurrentdoubleclosedloopcontrolmethodtoachievethesimulationo

8、fwindturbinecharacteristicsbyaDCmotor.ForSRGsystem,thedissert