專利名稱：垂直軸永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子初始位置控制方法
垂直軸永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子初始位置控制方法技術領域
本發(fā)明專利涉及一種垂直軸永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子初始位置控制方法。
技術背景
隨著世界環(huán)境危機、能源危機的加劇，各國競相發(fā)展可再生能源技術，我國對可再生能源的利用也越來越重視。我國規(guī)劃到2050年，新能源發(fā)電所占比例要達到全國發(fā)電總量的30%，而風能作為清潔可再生能源，將在其中占很大的比例。
目前風力發(fā)電的工業(yè)主流機型為水平軸風力機，其良好的變槳功率控制特性使其能夠在大多數(shù)風況下運行，但是由于風向的不確定性需要增加偏航控制系統(tǒng)，以使水平軸風力機最大限度捕獲風能。
垂直軸風力機是迥異于水平軸風力機的另一種風力發(fā)電機組形式。由于其具有無需偏航對風的突出優(yōu)勢，近年來得到了很多研究機構和企業(yè)的關注，并取得了一定的成果， 且永磁直驅(qū)發(fā)電機組被普遍引入到垂直軸風力發(fā)電系統(tǒng)當中。
由于垂直軸風力機葉片的空氣動力特性，其在靜止狀態(tài)下的啟動較困難，即使風速已經(jīng)達到一定的程度，垂直軸風力機也得不到足夠的升力而進入良好的發(fā)電轉(zhuǎn)速狀態(tài)。 一般在零速和極低速條件下需要輔助的動力才能使其轉(zhuǎn)速得到提升進入正常的發(fā)電工況， 即使用發(fā)電機電動運行的方式來啟動風力機達到正常的發(fā)電轉(zhuǎn)速狀態(tài)。
永磁風力發(fā)電機零速電動啟動的關鍵問題之一就是獲取永磁電機的轉(zhuǎn)子位置，進而產(chǎn)生正確的啟動力矩，防止電機電磁轉(zhuǎn)矩抖振并導致的啟動失敗。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種垂直軸永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子初始位置控制方法，用以解決轉(zhuǎn)子初始定位的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是一種垂直軸永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子初始位置控制方法，步驟如下在零速和5%額定速以內(nèi)的情況下，進行定子電流矢量閉環(huán)控制，建立定向靜止定子磁鏈；由于定轉(zhuǎn)子磁鏈夾角產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，迫使轉(zhuǎn)子磁鏈向定子磁鏈靠攏； 直到旋轉(zhuǎn)機組磁鏈相對靜止，此時電機停止旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子初始位置控制完成；所述電流矢量閉合控制中，d軸電流指令為i/，為了兼顧定位準確性和定子電流沖擊，i； 一般取額定電流的 50%，q軸電流指令為零，給定定子磁鏈矢量角為θ。
所述θ = 0。
本發(fā)明基于傳統(tǒng)矢量控制架構；采用定子電流閉環(huán)控制；僅借用原有矢量控制部分架構而無需增加任何輔助硬件裝置，在不顯著增大系統(tǒng)復雜度的情況下，方便的應用于永磁風力發(fā)電機的無速度傳感器啟動控制中。


圖1是定轉(zhuǎn)子磁鏈位置圖2是轉(zhuǎn)子初始位置控制框圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。如圖1所示的本發(fā)明專利是一種垂直軸永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子初始位置控制方法，本專利提供一 種基于傳統(tǒng)矢量架構的永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子初始位置控制方法，其可以在不改變原有控制系統(tǒng) 架構的情況下方便的進行永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子初始定位，顯著改善永磁發(fā)電機無速度傳感器控 制模式下零速啟動的電氣性能。該項控制方法的相關設計說明如下1)控制方法理論基礎基于轉(zhuǎn)子磁鏈同步旋轉(zhuǎn)坐標系，列寫永磁發(fā)電機在電動機慣例下的定子磁鏈模 型
權利要求
1.垂直軸永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子初始位置控制方法，其特征在于，步驟如下在零速和 5%額定速以內(nèi)的情況下，進行定子電流矢量閉環(huán)控制，建立定向靜止定子磁鏈；由于定轉(zhuǎn)子磁鏈夾角產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，迫使轉(zhuǎn)子磁鏈向定子磁鏈靠攏；直到旋轉(zhuǎn)機組磁鏈相對靜止， 此時電機停止旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子初始位置控制完成；所述電流矢量閉合控制中，d軸電流指令為I；,為了兼顧定位準確性和定子電流沖擊，！一般取額定電流的50%，q軸電流指令為零，給定定子磁鏈矢量角為θ。
2.根據(jù)權利要求1所述的垂直軸永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子初始位置控制方法，其特征在于，所述θ =O0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種垂直軸永磁風力發(fā)電機轉(zhuǎn)子初始位置控制方法，步驟如下在零速和5%額定速以內(nèi)的情況下，進行定子電流矢量閉環(huán)控制，建立定向靜止定子磁鏈；由于定轉(zhuǎn)子磁鏈夾角產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，迫使轉(zhuǎn)子磁鏈向定子磁鏈靠攏；直到旋轉(zhuǎn)機組磁鏈相對靜止，此時電機停止旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子初始位置控制完成。本發(fā)明基于傳統(tǒng)矢量控制架構；采用定子電流閉環(huán)控制；僅借用原有矢量控制部分架構而無需增加任何輔助硬件裝置，在不顯著增大系統(tǒng)復雜度的情況下，方便的應用于永磁風力發(fā)電機的無速度傳感器啟動控制中。
文檔編號H02P21/14GK102522943SQ20111043874
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月24日 優(yōu)先權日2011年12月24日
發(fā)明者何慶, 劉剛, 劉海艦, 吳金龍, 姚為正, 徐恩澤, 肖鵬, 郜亞秋 申請人:許繼集團有限公司