永磁同步发电机

摘要： 针对永磁直驱同步风力发电机传统PI矢量控制方式鲁棒性差的问题,提出一种非奇异快速终端滑模控制方法。针对滑模控制中的抖振问题,在指数趋近律中引入光滑连续的双曲正切函数代替符号函数;针对滑模控制中的外部扰动问题,采用扩张状态观测器进行在线估计和补偿,得出基于扩张状态观测器的非奇异快速终端滑模控制器。使用Matlab/Simulink对永磁直驱同步风力发电机控制系统进行了仿真分析,并与传统线性PI控制方式进行对比,仿真结果验证了该新型滑模控制系统具有响应速度快、抗扰性能强、稳态精度高等优越性。

摘要： 永磁直驱风电系统背靠背变流器的详细模型中含有多个电力电子器件,采用脉冲宽度调制技术会增加仿真系统的数学计算量。针对该问题,文中提出了一种均值模型去简化系统,使得风电系统能够快速且稳定地运行。对于变流器均值模型,在结构上利用受控电源代替变流器;在原理上忽略其高次谐波,仅保留基波成分。从系统控制的角度,去除PWM调制过程以改进系统的控制策略。最后,在MATLAB/Simulink中搭建永磁直驱风电系统仿真模型,对比了均值模型与详细模型的系统响应。仿真结果表明,均值模型不仅能满足系统精度要求,还能加快系统仿真速度,提升系统稳定性,证明了控制策略的合理性。

摘要： 永磁同步发电机相比无刷励磁发电机和三相谐波励磁发电机在电传动矿车上相比具有结构简单、系统稳定可靠的优点。但是永磁同步发电机励磁不便调节,电压调整率大,在电传动矿车中容易出现整流电压不稳问题。本文通过研究PWM整流技术,采用新型趋近率滑膜控制,在负载变化时,实现直流电压侧稳定控制。

摘要： 针对永磁直驱风力发电系统中机侧变换器交流侧与直流侧电压幅值之比不匹配的问题,提出一种永磁同步发电机输出交流电压的控制策略。所提控制策略是基于转子磁链定向下,来分析定子d轴电流分量i_(sd)与电机输出电压U_(s)之间的空间矢量关系,通过设定U_(s)的d轴最大分量为U_(sdmax),来调节i_(sd)大小使输出电压与直流侧电压满足比例关系。并在仿真平台中搭建了永磁直驱风力发电机输出电压控制策略的仿真模型,该控制模型可以调节永磁同步发电机输出电压的幅值,使机侧变换器直流侧电压与交流侧电压满足比例关系,也验证了该控制策略的正确性和可行性。

摘要： 1问题的提出在国家经济发展规划的“双碳经济”目标中,以风能、太阳能为代表的新能源应用将会起到重要作用[1]。风力发电是新能源开发的重要领域,研究适合风力发电直接研究的模拟实验装置[2-4],模拟与研究其控制方法和控制方案,具有实际意义。本文基于Matlab实时仿真技术和DSP数字控制技术,研究并实现风力机特性实时模拟实物系统,和永磁同步发电机风力发电全数字模拟实验平台。

摘要： 合理开发利用潮流能有利于解决环境污染和能源不足问题。介绍了潮流能发电系统基本原理及结构组成,通过对5种常用的最大功率点跟踪控制策略分析比较,设计变步长的扰动控制算法,省去复杂的潮流能发电系统数学模型的推导过程。提出以秀山灌门水道为对象的潮流能发电系统,建立Simulink仿真模型,依据设计的控制策略,进行仿真,验证所设计的控制策略有效性,确保潮流能发电系统安全、可靠、稳定地运行。

摘要： 在海上风电正朝着单机容量大型化方向发展,传统变流器难以满足大容量功率传输的背景下,针对传统基于背靠背变流器的风电机组,提出了基于可变频变压器的风电机组拓扑及其功率解耦控制策略。发电机组的控制策略主要包括电压频率闭环、有功功率闭环及无功功率闭环。通过频率环与有功功率环并联来调节可变频变压器中直流电机的电枢电压,并通过无功功率环来调节串联变压器的输出电压幅值,从而使发电机组并网点的有功无功解耦控制。仿真结果表明提出的发电机组拓扑所需的电力电子器件功率等级小,发电机组并网电流各次谐波含量低。

摘要： 为稳定发挥风力发电机的发电量,推动清洁能源发电的发展与进步,本文基于风力发电机的发电特性,阐述了国内外风力发电量的现状及风力发电机的有效功率数学模型,在此基础上提出风电机电压输出侧的控制措施,更好地实现电能的储存与入网的稳定性。

摘要： 小型永磁直驱风力发电系统具有非线性、强耦合的特点以及小重量和低成本的应用要求,其若采用传统的叶尖速比法进行风电机组最大风能捕获控制,在风速变化时,会存在动态性能不佳的问题。为此,文章提出了一种基于逆系统的最大风能捕获方法,其以永磁同步发电机(PMSG)为对象,引入逆系统的方法对PMSG系统进行线性补偿。该方法需要对PMSG的转子角度、速度以及机械转矩进行观测,采用常规机械式传感器会增加小型风力发电系统的重量、体积以及设计成本,而传统的无传感器技术(如滑模观测器)又存在自身抖动大的问题。对此,文章为所提方法设计了一种改进型滑模观测器。仿真结果表明,所提控制方法相较于传统的叶尖速比法具有更好的动态解耦性能,且改进后的滑模观测器能够较大程度地消除自身抖动,并可实现在全速域内准确地观测PMSG的转子角度、速度以及机械转矩。

摘要： 通过分析直驱永磁同步风力发电机具备的虚拟惯量,建立了风电机组转子旋转动能与电网频率的关系。此外,对永磁同步发电机进行了详细的数学建模,并结合附加虚拟功率的惯量控制,给出了机侧变流器控制策略的设计过程。最后搭建了风电场并网仿真模型进行验证,结果表明,附加虚拟功率的惯量控制策略可有效抑制电网频率波动,具有重要的工程意义。

摘要： 本文建立了永磁同步发电机(PMSG)电压型PWM整流系统的数学模型,利用状态空间平均法分析了其稳态输出特性及升压极限值的表达式.结果表明,在电机参数一定时,系统输出电压值与电机转速,电机相电流,负载电阻值有关.升压极限值随着电机转速,电流极限值,负载电阻值的增大而增大.通过仿真,验证了系统的升压极限值的表达式.仿真表明,为了维持输出电压的恒定,非弱磁范围内,电机相电流随着转速升高而减小.实验中,增大负载电阻卸载,则相电流减小;减小负载电阻加载,则相电流增大.实验结果与系统输出电压值的表达式相符.

摘要： 可再生能源正受到人们的普遍关注,其中的风力发电也在不断向世界市场扩展.富士电机公司已将高效率化的风力发电装置实现了产品化,发电机采用永磁同步发电机,已试制日本国内最大3MW容量级的样机,并完成了检测验证.低速的风力发电机适用于直接驱动式的风电系统.为实现轻量化、环境适应性以及能多台生产这种结构的新技术正全面展开.试制样机的验证效果良好,可获得良好的风力发电机性能.

摘要： 本文针对单机电站功率小,无法满足大功率的电能需求,车用PWM整流发电系统的并列运行成为研究热点.为了解决PWM整流系统并列运行算法复杂,实现困难的问题,提出了一种将永磁同步发电机经电压型PWM整流器并列运行的方法及其控制策略,该方法简单易行.仿真证明了该并列运行方法的可行性.

摘要： 针对膨胀发电一体机在变工况运行时会出现膨胀机效率较低及高速状态下发电机端电压过高的问题.建立了膨胀发电一体机模型,并结合膨胀机特性提出了系统最优效率点跟踪控制策略,实现膨胀发电一体机变工况高效运行.在转子磁链定向矢量控制的研究基础上,提出了一种基于直轴电压外环PI调节器的弱磁控制策略来解决永磁同步发电机PMSG(Permanent Magnet Synchronous Generator)在高速运行、负载增加时,交轴电枢反应增大使得发电机输出端线电压幅值超出直流母线电压这一问题.最后,对所提的控制算法进行仿真验证,证明了所有控制策略的有效性.

摘要： 近年来风电发展势头迅猛,直驱永磁同步风力发电系统优势渐显,针对永磁同步发电机、全功率变流技术的研究也较为成熟,但对其并网问题的研究却颇显不足.基于直驱永磁同步风力发电系统探讨风速不确定性给风电并网带来的电流质量问题,通过搭建PMSG机组并网实验平台,针对三种不同风况进行并网实验,实验结果表明,风速大小及其湍流强度是影响PMSG机组并网电流质量的重要因素.

摘要： 永磁同步发电机运行时,由于电机齿槽以及逆变器死去效应等非理想因素,定子侧会产生大量谐波,会大大增加电机的铜损和铁损.为了抑制谐波,提高发电机组效率,本文采用了在电流控制环上并联谐振调节器的方法对特定的谐波进行抑制.由于谐振器在给定谐振频率下有无穷大的增益,因此可以对该频率进行抑制,当谐振频率为6倍工频时,能够对5、7次谐波电流进行控制,而且不影响基波分量的控制.最后,仿真与实验结果表明,本文所提出谐波抑制策略的有效性,提高了发电机组的效率.

摘要： 针对传统的三相-单相交流变换器拓扑结构复杂及需要额外的滤波器等不足,本文基于开绕组永磁同步电机的特点,提出了一种三相-单相交流发电系统的拓扑结构,分析通过对双变换器直流侧电容电压的控制实现单相交流输出的工作原理,提出一种通过控制永磁同步电机的正序电流和零序电流来分别控制变换器直流侧的电容电压和单相交流输出电压的新型控制策略,采用Matlab构建系统仿真模型,对系统在不同发电机转速和给定不同单相交流输出的工作模态进行了仿真分析,验证了该新型三相-单相交流发电系统无需使用额外的滤波电路即可实现高质量的单相交流电压输出,其幅值、频率均可以灵活调节,并且具有优异的动态特性.

摘要： 本文详细介绍了利用ANSYS软件设计永磁发电机的过程,并在此基础上构造逆变系统形成独立供电的发电装置.通过实验验证,设计的发电机能够达到实际的效果,逆变系统也可稳定带载.该系统在带负载3kw时,仍能正常运行.

摘要： 对直驱式永磁同步发电机的运行理论进行分析,并建立了永磁直驱风力发电系统的双PWM控制的数学模型.本文是基于发电机转子磁场定向的机侧变流器矢量控制方法,提高了发电机的效率.对于网侧逆变器的控制,采取了直流电压环和无功电流内环的双闭环控制策略,将直流电逆变为与电网同频率、同幅值的交流电.最后,以MATLAB/Simulink为工具,建立了系统仿真模型,进行仿真研究,仿真结果证明了理论分析正确,这对系统的实验研究具有一定的理论指导意义.

摘要： 研究超低速直驱式永磁同步潮流发电系统的建模及控制系统优化设计问题.由于潮流流速较慢,潮流发电中用到的永磁同步发电机转动惯量比较大,且电机转速相对较低,使得潮流发电系统动态响应较慢,传统PI控制较难兼顾系统动态特性及稳态性能.为提高发电控制系统的性能,提出了采用专家控制及单神经元控制相结合的智能PI控制算法控制永磁同步发电机转子转速的策略.首先建立了直驱永磁同步潮流发电系统的非线性模型并在单位功率因数控制模式额定运行点对其进行线性化,在对线性化模型进行详细分析的基础上设计了智能PI控制器.最后在MATLAB中对潮流发电系统进行了仿真,对比了传统PI控制及智能PI控制下潮流发电系统的输出波形.仿真结果显示,提出的控制策略能够有效提高系统的动态和稳态性能.

摘要： 提出一种同步发电机—转子—极板叠，具有多个彼此错开的极板叠部段（101至106），所述极板叠部段分别具有多个相同的极板叠板。每个极板叠板具有拥有第一中心线（118）极轴（110）和拥有第二中心线（128）的极端头（120）。在相邻的极板叠部段（101至106）中，第一和第二中心线能够是彼此不同的。

摘要： 本实用新型实施例公开了一种发电机磁钢装置及永磁四极无刷同步发电机，发电机磁钢装置包括转子铁芯和定子铁芯，转子铁芯内穿有转轴。转子铁芯上形成有多个磁极，且转子铁芯的外壁上于相邻两个磁极之间呈内凹结构，并于转子铁芯和定子铁芯之间构成缺口，在每个磁极内均冲有“W”型的空槽，使空槽上形成外侧的两个槽口和内侧的两个槽口，且空槽外侧的槽口与空槽内侧的槽口内分别安装有尺寸不同的磁钢。本实用新型通过在转子铁芯上于相邻两个磁极之间形成缺口，能够减少磁极间的相互影响，同时在转子铁芯上采用“W”型的磁钢分布，以得到更好的磁场分布，并利用两块尺寸不同的磁钢，能有效提高磁电机的发电功率。

摘要： 本申请提供一种风力发电机组的永磁同步发电机控制方法、装置和系统，包括：获取永磁同步发电机输出端的当前电流信息；根据当前转速信息，确定永磁同步发电机的当前电压信息；将当前电压信息和当前电流信息作为永磁同步发电机的速度观测器的输入，观测永磁同步发电机转动的角度和角速度；将角度和角速度作为永磁同步发电机的电流控制环的输入，通过旋转坐标变换得到电流控制环的反馈电流，以启动电流控制环，并将速度观测器的输入中的电压信息替换成电流控制环输出的电压参考信号，同时根据电压参考信号进行调制，使得永磁同步发电机进入被控状态；基于反馈电流，调整电流控制环的PI参数，直至反馈电流小于预设电流阈值，启动控制程序结束。

摘要： 本发明公开了一种大功率风力发电机组专用多相永磁同步发电机，所述多相永磁同步发电机为6相12绕组直驱永磁同步发电机，12个绕组被分为四套三相对称的绕组，且四套三相对称绕组的中性点不相连接，该电机在每相绕组的同一定子槽内均安装两套绕组，两套绕组有180°相位差。本发明的大功率风力发电机组专用多相永磁同步发电机，功率等级较小，电机的设计和制造难度也相对降低。本发明的多相发电机本身提供了多组相互独立的电源，不需要额外的隔离。因此对于发电机和变流器的制造商而言，不需要提供太多功率等级，这有利于实现发电机和变流器的最优设计。

摘要： 本发明提供一种永磁同步发电机和永磁同步风力发电系统，所述永磁同步发电机包括：定子和转子，所述定子的槽内绕置N套绕组；每套绕组包括中性点隔离的三个三相绕组，所述三个三相绕组互差预定电角度，其中，N为大于或者等于1的整数。本发明的永磁同步发电机和永磁同步风力发电系统，可以降低电流谐波，解决并联扩容带来的环流问题，提高发电机的容量，增强运行可靠性。

摘要： 本申请提供一种风力发电机组的永磁同步发电机控制方法、装置和系统，包括：获取永磁同步发电机输出端的当前电流信息；根据当前转速信息，确定永磁同步发电机的当前电压信息；将当前电压信息和当前电流信息作为永磁同步发电机的速度观测器的输入，观测永磁同步发电机转动的角度和角速度；将角度和角速度作为永磁同步发电机的电流控制环的输入，通过旋转坐标变换得到电流控制环的反馈电流，以启动电流控制环，并将速度观测器的输入中的电压信息替换成电流控制环输出的电压参考信号，同时根据电压参考信号进行调制，使得永磁同步发电机进入被控状态；基于反馈电流，调整电流控制环的PI参数，直至反馈电流小于预设电流阈值，启动控制程序结束。

摘要： 本实用新型公开了一种风力发电机组永磁同步发电机的导电环铜排固定结构，所述铜排焊接于导电环上；其包括铜环和环氧玻璃布板；所述铜环置于铜排内侧中间位置，并采用焊接方式与铜排相连接，起到横向的加固作用；在各个铜排外侧加垫一块环氧玻璃布板，并用空心涤纶绳子将环氧玻璃布板与铜排绑扎成一个整体，起到纵向的加固作用。本实用新型保证了导电环铜排的强度，同时达到了铜排和发电机电缆接口上移的目的，从而使发电机电缆免受高温侵害，电缆选型可以从耐高温型转换为普通型，节约整机成本。

摘要： 本实用新型公开了一种漂浮式风力发电机组半直驱永磁同步发电机结构，包括机座、后端盖、轴承单元、传动法兰、转子支架、发电机转子、发电机定子、固定块、定子侧水冷系统和转子侧冷却系统；所述后端盖装于机座的一侧，组成发电机的外壳；所述轴承单元设于发电机的外壳内部；所述传动法兰套装在轴承单元的空心轴上并与空心轴连接；所述转子支架设于传动法兰外部并与传动法兰连接，所述发电机转子与转子支架连接，所述发电机定子配套设于发电机转子外部；所述定子侧水冷系统装于发电机定子上，并与发电机机座通过固定块连接，所述转子侧冷却系统与发电机后端盖连接。本实用新型的发电机结构能够满足深海漂浮式机组的运行环境要求。

摘要： 本实用新型公开了一种柴油发电机组的永磁同步发电机，包括永磁转子、定子铁芯、定子绕组、以及机壳；永磁同步发电机的定子绕组上设有：第一抽头、第二抽头、第三抽头、第四抽头、第五抽头、第六抽头、第七抽头、第八抽头、第九抽头、第十抽头、第十一抽头、第十二抽头共十二个抽头，其中：第十抽头、第十一抽头、第十二抽头与星中点N电连接；永磁同步发电机的第一电枢绕组由第七抽头、第四抽头、第一抽头依次串联组成；永磁同步发电机的第二电枢绕组由第八抽头、第五抽头、第二抽头依次串联组成；永磁同步发电机的第三电枢绕组由第九抽头、第六抽头、第三抽头依次串联组成。本实用新型具有接线方式多、安全系数高的优点。

摘要： 本实用新型涉及一种用于柴油发电机组的单轴承带弹性连接盘永磁同步发电机，包括发电机轴，其特征在于：所述发电机轴的轴伸端采用弹性连接盘与柴油发动机连接。优点是：本专利通过弹性连接盘来实现了柴油机和发电机的连接，不但吸收了柴油机的振动，提高了发电机的使用寿命，减小了连接装置的纵向长度。此外还取消了轴伸端的轴承，减少了电机的体积，从而最终减小了用于柴油发电机的永磁同步发电机的整体体积，为车辆内的各个动力部件的布置提供了方便。