《正弦磁鏈型高功率密度橫向磁通永磁風力發電機研究》是依託南京理工大學，由顏建虎擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：正弦磁鏈型高功率密度橫向磁通永磁風力發電機研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：顏建虎
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對現有橫向磁通永磁電機存在永磁利用率偏低、磁鏈諧波分量較高等問題，本項目創新性地提出了一種正弦磁鏈型高功率密度橫向磁通永磁風力發電機，深入探討了該電機的運行原理，並對其參數計算以及電磁與結構最佳化設計方法展開研究。通過對電機電磁與結構方面的最佳化設計，努力提高電機磁鏈的正弦度，從而降低風力發電系統中電機側控制器設計的難度和成本；另一方面提高電機的功率密度、減小電機的定位力矩，使系統的損耗降低。搭建基於該發電機的直驅式併網風力發電系統的仿真與實驗平台，結合風輪機與該發電機的特點，對系統中發電機側和電網側控制器的控制策略與控制算法進行分析設計並加以改進，以實現系統高效率的控制，並探索多相運行和容錯運行的最佳控制方式，為新型橫向磁通永磁電機在風力發電系統中的套用提供了理論與技術基礎。
結題摘要
由於現階段國內外對橫向磁通永磁風力發電機的研究還存在永磁體利用率偏低，磁鏈諧波分量較高，加工製造難度較大，功率密度較低等問題。解決以上問題成為進一步提高TFPMG功率密度並促進其工程套用的關鍵所在。 本項目在現有各種結構的橫向磁通永磁電機深入分析研究的基礎上，創新性地提出了一種正弦磁鏈型高功率密度橫向磁通永磁風力發電機（SFHPD-TFPMWG）。通過研究SFHPD-TFPMWG這類適用於大容量低速直驅風力發電的具有高功率密度的新型發電機及其風力發電系統控制技術，掌握電機參數和性能特性的計算方法，通過電磁最佳化設計技術實現電機性能的提高。分別研製了單相與三相SFHPD-TFPMWG樣機並進行了實驗，驗證了電磁設計方法的正確性。以減少電機定位力矩為目標對該電機的參數進行最佳化，從而提高了電機的性能。以傳統永磁電機及風力發電系統為對象，搭建基於永磁電機的風力機模擬裝置，並通過仿真與實驗進行驗證。在此基礎上，以SFHPD-TFPMWG為研究對象，搭建電機及其風力發電系統的仿真模型，研究風力發電系統的風能最大功率追蹤的控制方法和最佳控制策略。本項目在電機拓撲結構、電磁設計方法和控制策略這三方面取得突破和創新性成果，為新型橫向磁通永磁風力發電機及其在風力發電系統中的運用提供了理論與技術基礎。
