基于傳動調(diào)速的變速恒頻風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)方案的初步研究.pdf

1、能量轉(zhuǎn)換效率與可靠性是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)過程中重要的考慮因素。由于風(fēng)輪從自然風(fēng)中捕獲的功率受風(fēng)速和當(dāng)前風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的影響，變速運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組因具有較高的能量利用效率被廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)風(fēng)電機(jī)組上大功率電力電子元件的使用，不僅會增加整個發(fā)電機(jī)組的成本，還會對電網(wǎng)引入諧波污染，影響電能質(zhì)量。同時，電力電子元件發(fā)生故障的不確定性和不可預(yù)測性都會降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可靠性。針對現(xiàn)有風(fēng)電機(jī)組潛在的問題，本文設(shè)計(jì)了基于差動調(diào)速原理的傳動系統(tǒng)方案，擬取代傳

2、統(tǒng)風(fēng)電機(jī)組上發(fā)電機(jī)側(cè)的變頻器。
　　本文首先研究了變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所涉及的基本理論基礎(chǔ)，對現(xiàn)有的前端調(diào)速型發(fā)電機(jī)組技術(shù)方案進(jìn)行了分析。針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上使用的發(fā)電機(jī)和調(diào)速系統(tǒng)中的電動機(jī)，對發(fā)電機(jī)與電動機(jī)的類別、結(jié)構(gòu)與原理進(jìn)行了對比總結(jié)。針對同步電機(jī)與異步電機(jī)的控制方法做了詳細(xì)的研究，分析了電機(jī)矢量控制、磁場定向控制與直接轉(zhuǎn)矩控制等先進(jìn)的控制方法原理。對脈寬調(diào)制技術(shù)方法進(jìn)行了研究，總結(jié)了三種脈寬調(diào)制方法的特點(diǎn)。
　　提出了

3、基于差動調(diào)速傳動系統(tǒng)的總體方案，并對系統(tǒng)中的核心構(gòu)件行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)分析。在此基礎(chǔ)上，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行特性進(jìn)行了研究，提出了針對變速恒頻機(jī)組傳動調(diào)速傳動系統(tǒng)的控制方案。該方案綜合考慮了如何最大程度地利用風(fēng)功率，同時保證在風(fēng)速出現(xiàn)波動時傳動系統(tǒng)仍然可以輸出恒頻轉(zhuǎn)速。確定了適合調(diào)速控制系統(tǒng)的異步電機(jī)磁場定向矢量控制方法，并在闡述了參考系坐標(biāo)變換原理基礎(chǔ)上，給出了控制系統(tǒng)框圖和算法，為調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的實(shí)現(xiàn)提供了理論支