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《笼式无刷双馈风力发电机的设计及仿真分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2008,35(3)研究与设计xEMCA笼式无刷双馈风力发电机的设计及仿真分析李旭,李伟力,程鹏(哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,黑龙江哈尔滨150040)摘要:无刷双馈电机是一种新型的变频调速电机,在风力发电方面有着广阔的应用前景。在传统异步电机设计的基础上提出了笼式无刷双馈电机定、转子结构的设计方法。通过使用MATLAB仿真分析软件,对无刷双馈电机在单馈、双馈状态发电情况下的动、静态特性进行了分析,验证了无刷双馈电机设计参数及仿真模型的正确性。关键词:无刷双馈电机;风力发电;设计;仿真中图分类号:TM302∶TM315文献标识码:A文章编号:16
2、7326540(2008)0320009206DesignandSimulationAnalysisofCageBrushlessDoubly2fedWindGeneratorLIXu,LIWei2li,CHENGPeng(InstituteofElectricalEngineering,HarbingUniversityofTechnology,Harbing150040,China)Abstract:BrushlessDoubly2fedMachine(BDFM)isanewinverter2driveninductionmotor,anditha
3、sbroadprospectsinwindpowergeneration.AnewmethodindesigningthestatorandrotorofBDFMbasedonthetraditionalinductionmotor;theMATLABsimulationanalysissoftwaretoanalyzethedynamic,staticcharacteristicsofBDFMsingle2fed,doubly2fedgenerationstatearepresented.Accordingtotheseresults,thecorr
4、ectofparametersandsimu2lationmodelforBDFMisproved.Keywords:brushlessdoubly2fedmachine;windpowergeneration;design;simulation0引言1无刷双馈电机的基本结构随着人类的发展,常规能源不断减少,可再生无刷双馈电机是由串级异步电机组发展而来能源的利用与开发已成为世界各国关注的焦点。的。以Broadway为代表的研究者们在Hunt发明[2]风能作为一种清洁的能源已经在所有新能源中异电机结构的基础上对其进行了较大的改进。军突起。我国风能资源丰富
5、,风力发电的研究和20世纪70年代以来,无刷双馈电机已经得到了应用将会是我国电力发展的一个重要部分。逐步完善。无刷双馈电机根据转子结构形式的不未来的风力发电系统将以变速恒频风力发电同分为磁阻式无刷双馈电机和笼式无刷双馈电作为主要的发展方向。通过对几种变速恒频风力机,且笼式无刷双馈电机有向大功率容量发展的[1]发电方案的对比可知,无刷双馈风力发电系统趋势。笼式无刷双馈电机用于风力发电系统的结具有较多优势。它成本低、可靠性强,必将成为今构如图1所示。后风力发电的主流。但是,目前对笼式无刷双馈由图1可知,无刷双馈电机定子上有两套绕发电机应用于风力发电系统中的
6、基本工作原理及组:一套为承担电机的大部分功率的功率绕组,极运行状态分析较少。本文以1台(3+1)对极、对数为pp,直接接三相工频电网;另一套为控制6kW的无刷双馈电机为例,详细介绍了无刷双馈绕组,又叫励磁绕组,极对数为pc,经双向变频器电机的基本工作原理、变速恒频发电原理以及电后接入工频电网。因为控制绕组只承担电机的少机的定、转子结构设计方法。最后通过MATLAB部分功率,所以接在该绕组上的双向变频器只需软件对该电机在不同发电状态下进行仿真,详细要很小的容量。这样的设计不仅取消了电机本身分析了笼式无刷双馈电机的运行原理。的滑环和电刷,还降低了风力发电系
7、统的成本,提—9—研究与设计xEMCA2008,35(3)高了风力发电系统的可靠性。3无刷双馈电机的设计无刷双馈电机的设计主要包括定子和转子结[3]构的设计。3.1定子两套绕组极对数的确定无刷双馈电机在定子中有两套不同极数的绕组。通常将极数较多的绕组(功率绕组)作为主绕组,以承担电机的大部分功率;而极数较少的绕组(控制绕组)作为副绕组,并作为电机的励磁绕组,承担电机的小部分功率。在具体确定功率绕图1无刷双馈风力发电系统框图组极对数(pp)和控制绕组极对数(pc)时还应注[4]意以下几个方面。2无刷双馈电机变速恒频发电的基(1)为了消除两个定子绕组间的电
8、磁作用,本工作原理极对数应满足不等的条件,即:无刷双馈电机正常运行时,设工频电网的频pp≠pc
