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固緯電子電力電子教學小課堂 | 第三十三講: PEK-520模塊——永磁同步發(fā)電機型風電逆變器之最大風能捕獲


  來源: 固緯電子 時間:2024-01-04 作者:白芷
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寫在前面的話:


隨著人們對環(huán)保問題越加關注,清潔可再生能源的發(fā)展越來越快,其中風能作為地球上蘊藏量豐富、清潔的可再生能源,因其具有較高的開發(fā)和環(huán)保價值而受到廣泛關注。風力發(fā)電由兩部分組成,即風能轉為機械能和機械能轉化為電能。前一部分通過風力機完成,將風能轉為機械能;后一部分是將風力機轉化的機械能進一步轉化為電能,由發(fā)電機完成。不同的風速,風機都會有一個與之對應的最佳轉速,通過控制發(fā)電機組在最佳轉速下運行實現(xiàn)最大功率輸出,是風機最大風能捕獲研究的關鍵。本期將利用PTS-5000模塊永磁同步發(fā)電機型風電逆變器通過間接轉速控制實現(xiàn)最大風能捕獲進行實驗分析,為老師提供相關實驗與教學資源參考。實驗模組PEK-520Lab6如圖1所示。


圖1  PEK-520最大風能捕獲實驗模組


      PEK-520模組介紹


PEK-520 為永磁同步發(fā)電機型風電逆變器(Maximum Power Point Tracking of WTG),模組實物照片如圖1 所示,主要三部分組成,分別為風機驅動器模塊,發(fā)電機驅動器與永磁同步馬達(含PMSM與PMSG)。該模組實驗目的是為使用者提供基于DSP控制的電力變換器學習平臺,即借助 PSIM 軟件完成仿真和實驗。第一實驗者可以在PSIM上建立模擬(連續(xù))仿真電路,以學習電力變換器的原理、分析和功能設計;第二將電力變換器的控制轉化去數(shù)字(離散)仿真部分,進行仿真研學;第三借助DSP芯片內部所具有的A/D轉化器、數(shù)據(jù)處理和PWM信號生成功能,再次進行數(shù)字(離散)仿真;第四通過PSIM 之 C代碼生成功能,將控制部分生成C代碼;最后將生成的C代碼下載于PEK-510的DSP之中,以備實物實驗。這樣設計的最大優(yōu)點方便實驗者能夠快速完成DSP對變換器主電路的控制。


進行實驗除需要PEK-520 模組外,仍需配置永磁同步發(fā)電機機組、PEK-005A(輔助電源)和 PEK-006 (JTAG 下載器)等,并在 PTS-5000 的實驗平臺上完成,PTS-5000 的實驗平臺如圖2所示。


圖2  PTS-5000 的實驗平臺圖


     永磁同步發(fā)電機型風電系統(tǒng)原理


遠程遙控的方式


在永磁同步風力發(fā)電系統(tǒng)主要包括風力機、直驅永磁同步發(fā)電機、功率變換器。風力機(風機)是捕獲風能并將其轉化為機械能的重要設備,傳動系統(tǒng)將風輪與發(fā)電機連接起來,永磁同步發(fā)電機將風輪吸收的機械能轉為電能,PMSG風力發(fā)電控制系統(tǒng)實行電能變換。PMSG風力發(fā)電系統(tǒng)如圖3所示。


圖3  PMSG風力發(fā)電系統(tǒng)


關鍵詞:固緯電子電力電子教學小課堂 PEK-520模塊 永磁同步發(fā)電機型風電逆變器    瀏覽量:14353

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