变频器参数对永磁同步发电机定子损耗的影响

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1、第14卷第12期电机与控制学报Vol.14No.122010年12月ELECTRICMACHINESANDCONTROLDec．2010变频器参数对永磁同步发电机定子损耗的影响112韩力，谢李丹，张桂娟(1．重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400044;2．黑龙江省建筑职业技术学院建工学院，黑龙江哈尔滨150025)摘要:为了研究调制比和载波比等PWM变频器参数对直驱型风力永磁同步发电机定子谐波损耗的影响，在考虑变频器谐波负载作用的情况下，采用二维场路耦合时步有限元法，建立永磁同步发电机电磁场计算的数学模型，进而给出定子谐波铁耗和铜耗的数值计算方法，计算结果

2、与解析法的对比验证了算法的正确性。结果表明，当载波比相同时，随着调制比的减小，定子铁耗增加，定子铜耗减小;而当调制比相同时，随着载波比的减小，定子铁耗和铜耗均有所增加。研究结果对风力永磁同步发电机的设计与控制具有参考价值。关键词:永磁同步发电机;PWM变频器;谐波损耗;有限元法中图分类号:TM351文献标志码:A文章编号:1007－449X(2010)12－0075－07Influenceofconverterparametersonstatorlossesofpermanentmagnetsynchronousgenerator112HANLi，XIELi-dan，ZHANGGu

3、i-juan(1．StateKeyLaboratoryofPowerTransmissionEquipment＆SystemSecurityandNewTechnology，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China;2．ArchitectureEngineeringCollege，HeilongjiangCollegeofConstruction，Harbin150025，China)Abstract:TostudytheinfluenceofPWMconverterparameters，includingtheamplitudemodul

4、ationradioandthefrequencymodulationradio，onthestatorharmoniclossesofpermanentmagnetsynchronousgenera-tor(PMSG)directly-drivenbywindturbine，a2Dtime-steppingfiniteelementmodelcoupledwiththecir-cuitwasbuiltuptocalculatetheelectromagneticfieldofPMSG．Thenumericalmethodstocalculatethestatorharmonici

5、ronandcopperlosseswerethenpresented．Thedatacalculatedbythemodelwerecom-paredwiththeseoftheanalyticalmethodandverifiedthecorrectnessofthemodel．Theresultsshowthatthestatorironlossincreaseswhilethestatorcopperlossdecreaseswiththedecreaseoftheamplitudemodu-lationratio．However，thestatorironlossandc

6、opperlossincreasetogetherwiththedecreaseofthefre-quencymodulationratio．TheexperimentalresultsarevaluableforthedesignandcontrolofwindPMSG．Keywords:permanentmagnetsynchronousgenerators;PWMconverter;harmoniclosses;finiteelementgmethod(permanentmagnetsynchronousgenerators，PMSG)采0引言［1－2］用全额变频器与电网相连

7、接。由于采用了全额广泛应用于风力发电系统的永磁同步发电机变频器，使得系统的谐波成分增加，从而导致PMSG收稿日期:2010－03－01基金项目:重庆市自然科学基金(CSTC，2008BB6163)作者简介:韩力(1963—)，男，博士，教授，研究方向为风力发电技术、新型电机设计及控制;谢李丹(1984—)，男，硕士研究生，研究方向为风力永磁同步发电机;张桂娟(1965—)，女，副教授，研究方向为机电控制。76电机与控制学报第14卷的谐波损耗与发热增大，严重时将会引起永