【正文】 沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 摘 要 由于以石油、煤等的 能源 緊缺 ， 同時(shí)這些 傳統(tǒng) 能源對(duì) 環(huán)境 造成了越來越嚴(yán)重的污染，已經(jīng)關(guān)系到 人類 的 生存和發(fā)展問題 ， 因而 以 風(fēng)力發(fā)電為代表的新能源 越來越受到人們的重視并且近年來 有了較快的發(fā)展。 永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)的以異步電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)相比，不需經(jīng)常維護(hù)，結(jié)構(gòu)簡單 ， 發(fā)電效率較高，總體成本相對(duì)較低，這些優(yōu)點(diǎn)使得可獨(dú)立運(yùn)行的中小型永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)有著很好應(yīng)用前景。 本文主要 工作如下： 本文主要研究中小型永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)，在理論上 ， 根據(jù)中小型永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 ，完成了基于 Matlab/Simulink 的仿真，該仿真包括變槳距控制系統(tǒng)的仿真和交直交變流系統(tǒng)的負(fù)載突變的仿真兩部分 。 由于永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電能為電壓和頻率的交流電，為得到恒壓恒頻的電能 ， 本文進(jìn)行了逆變控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì) 。 控制器采用 PIC 單片機(jī)并結(jié)合 PWM芯片 SA4828，用 IPM 作為逆變輸出，并 采用 LC 濾波器將 IPM 輸出波形濾成正弦波，電壓反饋采用真有效值轉(zhuǎn)換芯片 AD736 完成電壓 樣任務(wù)。調(diào)節(jié)方式采用了增量式 PID控制，同時(shí)為避免干擾采用了 防脈沖干擾平均值濾波 。 變槳距及偏航控制系統(tǒng) 為風(fēng)力發(fā)電 系統(tǒng) 可靠運(yùn)行 的關(guān)鍵 ，本文進(jìn)行了 變槳距及偏航控制系統(tǒng) 的軟硬件設(shè)計(jì)。該控制器采用 PIC 單片機(jī) 為核心， 通過 檢測(cè)風(fēng)速、轉(zhuǎn)速、蓄電池電壓、電流等量完成變槳距及偏航控制 ，同時(shí)為增強(qiáng)控制器的抗干擾性能，對(duì)輸入及輸出進(jìn)行了光電隔離 。 文中詳細(xì)介紹了系統(tǒng)仿真和 各系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，并給出了仿真和試驗(yàn)的結(jié)果。 關(guān)鍵詞 ： 風(fēng)力發(fā)電 ， 永磁直驅(qū)，變槳距，逆變 沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 The Control System Simulation and Design of Low Speed PM Generator Direct Driven by Wind Turbine Abstract The energy such as petroleum and coal is in short supply, and simultaneously, the traditional energy caused more and more serious pollution to the environment, this has already concerned human survival and development problem. Wind power generation as a new energy is increasingly attraction interest and quickly development in recent years. The system of low speed PM generator direct driven by wind turbine which pares with the conventional wind power plants the generator is coupled with the turbine via a gearbox, does not have to maintain frequently, structure simple, electricity generation efficiency high, the overall cost relative is low. In the countryside and the remote districts the wind power generation is good application prospect. The main work of the thesis is as follow. This paper mainly studies the system of low speed PM generator direct driven by wind turbine. In theoretically, according to the wind power generation system mathematical model, the dynamic performance of the power generation system for different operation modes is simulated based on Matlab/Simulink. The output of the system of PM generator direct driven by wind turbine is variable voltage and variable frequency power. To get constant voltage and constant frequency energy that users need, the software and hardware of the inverter control system is designed. The inverter controller is adopted PIC singlechipputer and PWM chip SA4828, and IPM as inverter, LC wave filter. The voltage feedback is got through the chip AD736 which acplishes the task of sampling the voltage. To realize the reliable operation the wind power generation system, the software and hardware of the pitch and yaw control system designed. The controller uses PIC singlechip puter as central controller, which operates the system through measuring the wind speed, rotational speed, battery voltage and the charging current, etc. At the same time in order to strengthen the antiinterference performance of the controller, the input and output are isolated by the photoelectricity. 沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 The paper introduces the system simulation and software and hardware design in detail, and produces the simulation and the test result. Key Words： wind power generation, permanent mag direct drive, pitch control, inverter 沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文 。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 4 獨(dú) 創(chuàng) 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。 本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解 濱州學(xué)院 關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。 本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部內(nèi)容，允許他人依法合理使用。 （保密論文在解密后遵守此規(guī)定） 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 5 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................ 1 Abstract........................................................................................................................... 1 1 緒論 ............................................................................................................................. 1 課題背景 ............................................................................................................ 1 風(fēng)力發(fā)電的研究現(xiàn)狀 ........................................................................................ 2 恒速恒頻恒與變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng) .................................................... 2 功率調(diào)節(jié) .................................................................................................. 5 永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電趨勢(shì) ..................................................................................... 7 課題的來源和研究內(nèi)容 ..................................................................................... 8 2 中小功率永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿 真 ................................................ 9 風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理 ......................................................................... 9 風(fēng)力機(jī)的功率特性 .......................................................................................... 10 永磁同步發(fā)電機(jī)的模型 ................................................................................... 11 控制策略 .......................................................................................................... 11 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模型的建立 .....