中小型永磁直驱风力发电控制系统的设计和仿真
一、概述
中小型永磁直驱风力发电控制系统是风力发电领域中的一种新型系统,它具有结构简单、发电效率高、总体成本相对较低等优点。该系统主要由永磁直驱风力发电机、变桨距控制系统、逆变控制系统和 LC 滤波器等组成。该系统能够独立运行,适用于农村和偏远地区。
二、中小型永磁直驱风力发电控制系统的数学模型
中小型永磁直驱风力发电控制系统的数学模型是基于 Matlab/Simulink 的仿真模型,该模型包括变桨距控制系统的仿真和交直交变流系统的负载突变的仿真两部分。该模型可以模拟永磁直驱风力发电系统的实际运行情况,预测其性能和可靠性。
三、逆变控制系统的软硬件设计
逆变控制系统是中小型永磁直驱风力发电控制系统的关键组成部分。该系统采用 PIC 单片机作为核心,结合 PWM 芯片 SA4828,使用 IPM 作为逆变输出,并采用 LC 滤波器将 IPM 输出波形滤成正弦波。电压反馈采用真有效值转换芯片 AD736 完成电压样任务。控制方式采用增量式 PID 控制,同时采用防脉冲干扰平均值滤波避免干扰。
四、变桨距与偏航控制系统的软硬件设计
变桨距与偏航控制系统是中小型永磁直驱风力发电控制系统的另一个关键组成部分。该系统采用 PIC 单片机作为核心,通过检测风速、转速、蓄电池电压、电流等量完成变桨距与偏航控制,同时使用光电隔离对输入与输出进行隔离,提高控制器的抗干扰性能。
五、系统仿真和试验结果
通过 Matlab/Simulink 仿真,可以模拟中小型永磁直驱风力发电控制系统的实际运行情况,预测其性能和可靠性。同时,通过试验可以验证系统的实际性能和可靠性。
六、结论
中小型永磁直驱风力发电控制系统是一种新型的风力发电系统,具有结构简单、发电效率高、总体成本相对较低等优点。该系统适用于农村和偏远地区,能够独立运行,并且具有良好的应用前景。