基于鼠笼式异步电机风机模拟实验平台研究

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1、第44卷第6期电力电子技术Vo1．44．No．62010年6月PowerElectronicsJune2010基于鼠笼式异步电机的风机模拟实验平台研究姚春光，潘卫明，徐殿国，马洪飞(哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150000)摘要：设计并实现了一个基于鼠笼式异步电机的风机模拟实验平台，为风力发电系统研究提供可控的自然风环境。首先分析了风力机的特性，建立了风力机的模型。通过给定风速和实测转速，按照风力机特性计算出输出的转矩。控制异步电机输出同样的转矩，便可实现风力机的模拟。开发了上位机监测与控制软件，由上位机将相应控制指令下传给一

2、台变频器，来控制异步电机完成特性模拟。在变风速和变转速两种典型运行条件下的实验结果表明，上位机界面满足了用户交互的需求，系统能再现风机在各种不同运行环境下的机械特性，并可与双馈发电机配合进行最大风能追踪实验，满足测试和验证风力发电机控制算法的要求。关键词：风力发电；变频器；鼠笼式异步电机；风机模拟中图分类号：TM315文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2010)06-0023-03DevelopmentofExperimentalPlatformforWindPowerGenerationUsingInduction

3、MachineYAOChun—guang，PANWei—ming，XUDian-guo，MAHong—fei(HarbinInstituteofTechnology，Harbin150000，China)Abstract：Usingasquirrel—cageinductionmotor(SCIM)，anexperimentalplatformisdevelopedasawind—turbineemulator，whichcanprovidecontrollablenaturalwindenvironmentforwinden

4、ergyconvertingsystem(WECS)research．Awind—tur-binemodelisbuiltupafterresearchingthewind-turbinecharacteristics．Foragivenwindturbine，theshafttorqueisrelat-edtothegeneratorspeedandwindvelocity．Thetorque—speedcharacteristicsofawindturbinearephysicallyimplementedbyanindu

5、ctionmotordrive．PCmonitoringandcontrolsoftwarearedeveloped．Aninverterfedinductionmotordrivesthegeneratorasifitisdrivenbyarealwindturbine．Theexperimentalresultsundersometypicalconditionsoftheproposedmethodshowthatthisschemeisfeasibleandaccurate．Thegraphicaluserinterf

6、ace(GUI)ofthePCmonitoringandcontrolsoftwaresatisfiesthedemandofuserinteractivities．Thesystemcanreproducethetorqueofawind—turbineandcanbeusedintothemaximumpowerpointtracking(MPPT)experiment．Theplatformsatisfiestherequirementoftestingandverifiescon—trolalgorithmofwind

7、powergenerator．Keywords：windpowergeneration；inverter；squirrel—cageinductionmotor；wind—turbineemulatorFoundationProject：SupposedbytheN~ionalNaturalScienceFoundmionofChina(No．50877017)；DELTAEnvironmentandEducationFoundation“PowerElectronicsScience，TechnologyandEducati

8、onDevelopmentPlan”(No．DREK2008005)1引言模拟技术，以获得脱离自然风环境的可控实验平台。随着世界经济的不断发展和国际工业化进程的在国内外与风机模拟相关的文献中，绝大多数逐步加快，全世界能源需求持续增加。为了缓解能源的研究还是集中于使用直流电机来