小型开关磁阻风力发电机系统研究

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1、硕士学位论文小型开关磁阻风力发电机系统研究ResearchonSmallSizeSwitchedReluctanceWindPowerGeneratorSystem作者：卢林辉导师：陈昊教授中国矿业大学二〇一五年五月中图分类号TM352学校代码10290UDC621.3密级公开中国矿业大学硕士学位论文小型开关磁阻风力发电机系统研究ResearchonSmallSizeSwitchedReluctanceWindPowerGeneratorSystem作者卢林辉导师陈昊申请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业电气工程研究方向电力电子与电力传动答辩委员会主席唐轶评阅人盲审二〇一五年五月论

2、文审阅认定书研究生卢林辉在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢本文是在导师陈昊教授的精心指导下完成的。从论文的选题、课题的进展、实验的细节陈老师都倾注了大量的心血和辛勤的汗水。陈老师严谨的治学态度，渊博的知识，敏锐的学术洞察力，平易近人的处事作风永远是我学习的楷模和人生的目标。从陈老师身上我不仅学到了丰富的专业知识，也学到了许多做人的道理，所有这一切将使我终身受益。在攻读硕士

3、学位期间，王青师兄在学习上和生活上都给予了我极大的帮助和启发，在此致以最衷心的感谢。同时感谢实验室博士于东升、曾辉，博士研究生程鹤、王千龙、徐阳,硕士研究生邓鑫、赵仁明等，感谢他们对我真诚的帮助。感谢同届的徐彤、杨欢、张霄霄、胡振涛、李进中、刘小旭、王胜权、杨洲，感谢他们使我的学习生活变得丰富多彩。衷心感谢我的父母和姐姐，他们无私的关怀和鼓励是我克服困难的动力，他们使我的生活充满阳光和希望。感谢各位专家、老师在百忙之中审阅此论文并不吝赐教。摘要本文首先介绍了小型开关磁阻风力发电机系统的研究背景、研究现状以及结构特点，给出了开关磁阻发电机在直流微网中的构成形式。其次，针对一台三相12/

4、8结构的开关磁阻发电机，通过实验获取了四个关键位置的磁链数据，得到了其磁链方程，在此基础上给出了转矩方程、电压方程和运动方程，搭建了其数值仿真模型并进行了验证。然后，给出了网侧电压波动的线性分析模型，利用非线性模型对相电流峰值进行了定量分析，给出了限制电流峰值的方法，并分析了系统稳态运行点的转移。接着，本文给出了开关磁阻风力发电机的系统硬件组成，分析了基于速度扰动的变步长最大功率跟踪方法实现过程，以及与电压闭环协调控制实现功率平衡控制的方法，并针对以TMS320F28335为核心的控制器，设计了软件流程图。最后，利用搭建的仿真模型对系统控制策略进行了可行性验证，并在样机实验平台上进行

5、了实验验证。仿真和实验结果表明本文给出的最大功率跟踪方法能快速实现最大风能捕获，提高风速变化下系统稳定性；给出的功率平衡控制方法在保证直流母线电压稳定的前提下，能实现风能最大化地利用。该论文有图60幅，表4个，参考文献65篇。关键词：开关磁阻发电机；风力发电；电机建模；直流微网；最大功率跟踪IAbstractFirstly,researchbackground,researchstatus,structuralcharacteristicsandadvantagesofsmallsizeswitchedreluctancewindpowergeneratorsystemareintr

6、oducedinthispaper.ThentheadvantagesofDCmicro-gridcomparedwithACmicro-gridareanalyzed,andtheconstructionofDCmicro-gridsystembasedonswitchedreluctancegeneratorisgiven.Secondly,thefluxlinkagedataofthree-phasesswitchedreluctancegeneratorwith12/8structureonfourimportantrotorpositionaremeasuredexperi

7、mentally.Thenfluxlinkageequation,voltageequation,motionequationandtorqueequationaregiven,andthemodulesoftheseequationsarebuildinginMatlab/Simulink.Thesimulationandexperimentalresultsshowtheaccuracyofthemodel,itcanbeusedforsubseque