《永磁直驱风力发电机组控制系统设计》-毕业论文设计（学术).doc

PAGE 永磁直驱风力发电机组控制系统设计 摘要 风力发电作为绿色能源在全世界迅速发展，这是解决世界能源危机的重要途径，在这个背景下本文对直驱式永磁风力发电控制系统进行了应用设计。 本文以风力发电的工作原理等基础理论为基本理论，得到一种控制风能的利用效率的变桨控制的基本控制策略；通过比较当前流行的几个风力发电机组的结构和不同控制方案之间的不同特点；分析了直驱式永磁风力发电的性能和特点，最终得出本机组需要采用以“同步高速、无刷励磁旋转、全功率的逆变’’为核心的技术路线。 本论文最后完成了风力发电机控制系统的设计，以控制系统所要实现的功能为基础，根据控制系统的要求，分析了系统输出和输入的信号，简单阐述了组成控制系统的硬件系统的可编程处理器和最主要的控制信号变送器，确定了传感器的类型以及各硬件的配置；以这些为基础讨论了一些控制系统的控制策略，研究设计了主程序的流程图，变桨距控制图，并详细的研究了变桨距的控制过程，得出了控制原理和结构组成。 关键词：风力发电机；控制系统；变桨控制 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc294709285 第一章 绪论3 HYPERLINK \l _Toc294709286 1.1引言3 HYPERLINK \l _Toc294709287 1.2风力发电在国内外发展现状和趋势3 HYPERLINK \l _Toc294709288 1.3 风力发电原理7 HYPERLINK \l _Toc294709289 1.4 风力发电机结构9 HYPERLINK \l _Toc294709290 HYPERLINK \l _Toc294709291 第二章 风力机的相关理论及本系统的结构10 HYPERLINK \l _Toc294709292 2.1风电机组的工作原理10 HYPERLINK \l _Toc294709293 2.2风力发电机组的分类11 HYPERLINK \l _Toc294709294 2.2.1 水平轴风力发电机12 HYPERLINK \l _Toc294709295 2.2.2垂直轴风力发电机12 HYPERLINK \l _Toc294709296 2.3风力发电机组控制系统13 2.4变桨系统和偏航系统的运行原理14 2.4.1变桨系统14 2.4.2偏航系统15 第三章 永磁直驱同步风力发电控制系统设计17 3.1永磁直驱同步风力发电控制系统概述17 3.2变桨距控制技术简介及变桨机构分类.. .. .. 19 3.3液压变桨机构与电动变桨机构原理21 3.4电动变桨控制器的设计23 HYPERLINK \l _Toc294709300 HYPERLINK \l _Toc294709310 第四章 结束语28 HYPERLINK \l _Toc294709311 致谢29 HYPERLINK \l _Toc294709312 [参考文献] 30  第一章 绪论 1．1引言 发展可再生能源已经是大势所趋。主要发达国家、发展中国家，都已经将发展 HYPERLINK \t _blank 风能、太阳能等一些可以再生的能源作为对新世纪气候变化和能源双重的挑战的一个重要手段。但是除了水能之外的其他可再生能源之中，风能毫无疑问是世界上所公认的最最接近商业化的技术之一————和其他可再生能源相比，风能的经济性最明显，而且产业化的基础最好，也不存在生物能的资源约束问题，另外也没有其他大的环境影响，在可预见的时间内（2030—2050年），都将是最有可能大规模发展的能源资源之一。 1．2风力发电在国内外发展现状和趋势 风是一种潜力很大的新能源，十八世纪初，横扫英法两国的一次狂 暴大风，吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并有数千人受到伤害，二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论，风在数秒钟内就发出了一千万马力(即750万千瓦；一马力等于0．75千瓦)的 HYPERLINK /view/44147.htm \t _blank 功率!有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。 在过去的5年间，风电发展不断超越其预期的发展速度，而且一直保持着世界增长最快能源的地位。2005年以来，全球风电累计装机容量年平均增长率为27.3%，新增装机容量年平均增长率为36.1。根据丹麦BTM咨询公司报告，20