高滑差烧线式异步风力发电机的设计及其CAD系统开发

摘要

随着世界能源危机的加剧,世界各国正在积极寻找新的能源来解决能源危机。清洁、永续且不计成本的风能成了新能源发展的宠儿。风力发电是利用风能的最有效的途径。本文所设计的高滑差绕线式异步风力发电机主要用于驱动一级风场中两桨式风机,它去除了双馈式风力发电机转子复杂的控制部分,转子绕组采用外接电阻的设计方案,很好地解决了发电机高滑差运行状态时的转子温升问题。这种风力发电机相比双馈式异步风力发电机而言,因为没有转子控制电路和滑环,减少了一次性投资和维护费用；与直驱式永磁风力发电机相比,转子部分不存在永磁体高温易退磁的问题,而且体积小。同时还具有可靠性高的优点。
　　 通过对比分析异步发电机与电动机在电磁设计上的不同点,基于准确的г型等值电路,对电机电磁设计程序进行了部分改进。对电机的激磁阻抗、激磁电流、感应电势、滑差率等进行了精确分析,得到了适用于异步发电机电磁设计的表达式,从而建立起异步发电机的数学模型。分析了发电机转子绕组在有无外接电阻时电流及损耗的变化。用Visual Basic6.0开发了该发电机的CAD设计系统,该系统具有操作简单、输入输出数据易于管理及实用性强等优点。
　　 利用本文所建立的异步风力发电机的计算模型,针对一台1000kW的高滑差绕线式异步风力发电机进行了实际设计计算,所得设计方案已用于企业在样机的研制生产过程中。样机实验结果和设计结果相吻合,设计符合要求。