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《外转子混合励磁风力同步发电机研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、湖北工业大学硕士学位论文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
2、瞩目，它可以实现宽范围的磁通调节，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
3、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600r/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。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I湖北工业大学硕士学位论文AbstractWindpowerhasbecometh
4、efastest-growingenergyoftheworld.Inthepasthalfofcenturies,withtheresearchers’tirelesseffortsandthegovernment’sstrongsupport,windpowertechnologyisdevelopedrapidly,thetechnicallevel,cost-effectiveandcapacityismadeaconsiderableprogress,moreandmorelargewindfarmsarebui
5、ltandputtedintooperation,whichprovidecleanenergytothegrid.Inthefieldofwindpowergeneration,permanentmagnetsynchronousgeneratorwithhigh-efficiencyisattractedresearcher’sattention.However,theair-gapfluxofpermanentmagnetsynchronousgeneratorisdifficulttoregulated,which
6、limititsapplicationinlargewindturbines.Despitetheresearchershavemadeanumberofapproachinvoltageregulationofpermanent-magnetgenerator,butthecomplicatedtechniqueandhighcostleaditdifficulttoachievemostly.Inrecentyears,Hybridexcitationsynchronousgeneratorisimpressive,w
7、hichhasawiderangeadjustmentinair-gapflux,achievereal-timecontrolongeneratoroutputvoltage,extendthescopeofwindspeedandimprovetheefficiencyofwindpowergeneration.Thispaperproposesanew-typewind-generationouter-rotorsynchronousgeneratorwithhybridexcitation.Therehasaadd
8、itionalexcitationstatorwindingsinthisgenerator,whichinjectDCcurrentcanregulatetheair-gapfluxachievemagnetizingordemagnetizing,withoutbrushesandsliprings
