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小型垂直轴风力发电机逆变系统研究与设计

更新时间：2020-03-14 02:18:40 大小：3M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：风力发电机 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

能源为人类的发展提供了源源不断的动力，从工业革命开始的三百多年的时间里，人类主要依靠传统能源为工业注入血液，煤炭、石油和天然气为主的传统不可再生资源随着几百年的过度消耗，不仅仅让人类面临能源短缺的问题，同时也带来了极大的环境问题，最明显的就是温室效应引起的全球变暖。而随着新能源技术的不断提高，其中风力发电系统以安装便捷、适用范围广泛、无污染等特点必将成为能源利用的发展方向。

  本研究主要内容包括：⑴将垂直轴风机中的阻力型风机和升力型风机从结构、形态、性能方面进行了对比，对垂直轴风机的风功率、功率系数和最大功率系数的决定因素进行了理论分析，为发电机和蓄电池选型以及逆变系统的设计提供理论依据。⑵通过对蓄电池的性能和充放电要求进行分析，设计了分阶段给蓄电池充电电路：大功率充电、PWM充电和浮充三个阶段，该阶段主要是通过atmega16单片机控制boost-buck电路中开关管的导通与关断占空比，将电压升高或者降低到蓄电池的充电电压范围；为保护系统运行过程中出现过载、蓄电池过充、过放、系统过热和风机叶轮转速过快，分别设计了过载保护电路、过充电路、过热保护电路、卸荷电路和刹车降速保护电路；控制电路的主控芯片为atmega16单片机。⑶通过分析逆变电路和控制策略，选择以atmega16单片机为核心设计了全桥高频逆变电路，根据逆变电路输入输出参数选用了型号为HGTG30N60A4D的IGBT全控开关管，并为其设计了保护电路和光耦驱动电路和高频变压器；阐述了SPWM原理，并对分析SPWM波形产生方法、控制方式的优缺点，选择采用atmega16单片机用等面积等效法、通过规则采样、利用单极性方式生成SPWM波形，分析了PID闭环控制原理，并利用matlab软件进行了PI仿真，根据仿真结果可知：提高了波形稳定和系统动态响应能力。⑷设计系统软件和硬件，并对逆变系统中生成的SPWM波形和最终得到的目标波形进行分析。

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