摘要：永磁同步风力发电机因其高效、稳定的性能在风电领域得到广泛应用,然而,其效率仍受到机械损耗、电磁损耗、散热问题及控制策略局限等因素的制约。本文系统分析了这些效率限制因素,并从磁路优化设计、低损耗材料应用、高效散热结构设计和智能控制策略等方面提出了针对性提升技术。结合某型号2MW永磁同步风力发电机的改进案例,通过磁路重设计、材料升级、散热系统优化及控制策略改进实现了效率提升。研究表明,这些技术措施显著优化了永磁同步风力发电机的运行效果,为推动风电设备性能提升及风电行业的可持续发展提供了重要的理论与实践支持。

摘要：永磁同步风力发电机在运行过程中不可避免地会受到风能的随机干扰,本文建立了在输入机械转矩存在随机干扰情况下永磁同步风力发电机的数学模型,采用胞映射方法分析了随机干扰强度变化时系统全局结构的演化行为,并通过数值模拟对理论分析进行验证.研究结果表明,随着随机干扰强度的增大,系统中会出现随机内部激变和随机边界激变,即由于随机吸引子与其吸引域内的随机鞍发生碰撞而产生的随机分岔现象和由于随机吸引子与其吸引域边界发生碰撞而产生的随机分岔现象.研究结果揭示了随机干扰对永磁同步风力发电机运行性能影响的机理,为永磁同步风力发电系统的运行和设计提供了理论依据.

摘要：介绍了一种基于MW级直驱永磁同步风力发电机的变流器的设计方案,并且采用模块并联以及多重化技术,降低各模块容量的同时,有效地减小了发电机和并网电流中的谐波含量,提高了系统的稳定性和电能质量。给出了实验结果,验证了控制算法的有效性。

摘要：针对直驱式永磁同步风力发电机系统存在非线性、多变量、强耦合、模型不确定和控制时延等问题,提出一种基于时滞补偿的自抗扰控制策略.该策略首先利用Smith预估器补偿时延,使自抗扰控制器作用于无时延环节,然后引入非线性扩张状态观测器对建模误差和多变量耦合等内部干扰以及外部环境的不确定性进行估计,并通过前馈通道进行实时补偿,消除内外干扰的影响,实现最大功率跟踪,最后基于Matlab/Simulink系统展开对比验证.结果表明:该控制策略能有效提高系统的稳定性和抗干扰能力,其跟踪性能优于传统自抗扰控制方法.

摘要：在永磁同步风力发电系统中,为了克服网侧变流器采用虚拟同步发电机(VSG)控制策略时,由于虚拟转动惯量和虚拟阻尼系数恒定导致频率不能灵活控制这一缺点,将自适应控制应用到网侧变流器的VSG控制策略中。首先介绍永磁同步风力发电系统总体的控制策略,建立网侧变流器VSG控制模型;在此基础上分析风速和负载的变化对系统功率和频率的影响,根据系统频率的变化实时调节算法中的参数,使参数可以在线修正。最后,通过仿真和实验证明所设计的控制策略能够减小系统频率在振荡过程中的变化幅度,并提高频率动态调节性能。

摘要：文章针对兆瓦级永磁同步风力发电机转子永磁体退磁振动问题,设计电磁执行器及时滞采样控制器以实现兆瓦级永磁同步风力发电机转子振动抑制控制.首先,根据永磁同步风力发电机转轴结构设计电磁执行器,完成电磁执行器电磁力模型的构建.然后,基于转子动力学理论,考虑转子永磁体退磁引起的不平衡磁拉力,构建了转子系统动力学模型.基于转子动力学模型,考虑实际传感器采样信号传输及控制器计算引起的时滞.利用Lyapunov稳定性理论并结合LMI处理方法,建立了兆瓦级永磁同步风力发电机退磁转子时滞采样振动抑制控制的条件.最后,通过兆瓦级永磁同步风力发电机参数仿真验算控制方案的有效性.

摘要：针对永磁同步风力发电机系统存在的建模误差、内部模型的不确定性、外界环境的多重扰动等问题,提出一种不依赖于数学模型、抗干扰能力强且易于实现的复合自抗扰控制方法。该方法以实现最大功率跟踪为控制目标,采用自抗扰控制,基于最佳叶尖速比调控电机转速,利用扩张状态器实时估计系统总干扰,且通过前馈通道进行干扰补偿,从而提高转速跟踪能力,并结合传统PI进行反馈控制,来提高系统运行的稳定性。仿真结果表明,在不同风速情况下,相比传统的PI控制方法,自抗扰控制方法能够更好地实现系统的最大功率输出,有效提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力。

摘要：为了提高永磁同步风力发电机的调速性能,结合自适应内模控制,将神经网络方法用于永磁同步风力发电机调速控制系统,设计了神经网络自适应速度控制器。基于MATLAB的仿真结果证明,神经网络自适应内模控制系统有很强的自适应能力和抗负载扰动能力,控制系统具有良好的静、动态特性。

摘要：为解决风力发电系统因工况复杂、干扰源众多造成的常规控制方法效果难以满足高性能要求的难题,提出了一种以最大功率跟踪为目标,综合惯量辨识和模型预测控制的复合预测控制策略。首先通过惯量辨识得到对象的部分未知模型,再通过模型预测对得到的模型滚动优化,并进行反馈校正。最后的仿真结果表明,该复合预测控制策略具有有效的功率输出、较好的系统稳定性和抗干扰能力。

摘要：基于发电机等效电路和磁路计算方法,利用有限元分析软件Ansoft的RMxprt模块对兆瓦级大型永磁同步风力发电机进行了建模。在给出基本假设和边界条件的基础上,利用Maxwell 2D的磁场求解器对风力机瞬态电磁场进行仿真计算,得出了发电机在额定状态下的内部气隙磁密、主要部件的磁力线分布图和磁场密度分布云图。该方法可准确、有效地反映风力发电机运行过程中内部磁场的分布,对大型风力发电机的设计以及故障诊断具有参考价值。