重庆大学本科学生毕业设计（论文）永磁同步风力发电机控制策略研究及仿真学 生：曹既源学 号：20104360指导教师：姚骏教授专 业：电气工程与自动化重庆大学电气工程学院二 O 一四年六月Graduation Design(Thesis) of Chongqing UniversityControl Strategy and Simulation of Permanent Magnet Synchronous wind GeneratorUndergraduate: Cao jiyuanSupervisor: Prof. Yao Jun Major: Electrical Engineering and AutomationSchool of Electrical Engineering Chongqing UniversityJune 2014重庆大学本科毕业设计（论文） 摘 要摘 要近年来，科技的高速发展引起了化石能源的大量消耗，同时造成了环境的污染，可再生清洁能源的开发和利用，已经成了各个国家目前的重要任务。风力发电作为一种对生活中普遍存在的清洁可再生能源风能的有效利用方法，一直在以一个极高的速度发展。相比于双馈交流励磁风力发电系统，直驱永磁风力发电系统结构比较简单、运行可靠、发电效率较高。直驱永磁风力发电系统的控制包括机侧变换器控制和网侧变换器控制。发电机定子输出的用功功率的大小、电机的转矩脉冲和发电系统对风能的利用率都是由机侧变换器的控制策略来决定的。本文主要是对机侧变换器的矢量控制策略进行研究。其中包括了永磁同步电机的数学模型和相关的坐标变换，介绍了几种常用的永磁同步电机矢量控制策略，并选取了 id=0 控制策略在 MATLAB 上进行了仿真，并对仿真结果进行了分析。关键词：直驱永磁同步风力发电机，矢量控制，数学模型，建模重庆大学本科毕业设计（论文） ABSTRACTIABSTRACTSince fewer and fewer non-renewable energy, the environment is increasingly being destroyed. Clean and renewable energy development are paid more attention by each country. Wind power as a method for the effective use of renewable and clean energy is rapidly developed. Compared with the double-fed wind power AC excitation systems, direct-drive permanent magnet wind power system has a simple structure, reliable operation, high efficiency power generation. Direct-drive permanent magnet wind power system control, including machine side converter control and grid side converter control. Machine side converter control strategy is directly related to the active power output of the generator stator, the motor torque ripple and utilization of wind power generation system.This paper focuses on the machine side converter control strategy. Including the mathematical model and the associated permanent magnet synchronous motor coordinate transformation introduced several common permanent magnet synchronous motor vector control strategies, and select the id=0 control strategy being simulated on MATLAB and analyze the simulation results.Key words：Direct-drive permanent magnet synchronous wind generator, Vector Control, Mathematical Model, Modeling重庆大学本科毕业设计（论文） 目 录目目 录录中文摘要. ABSTRACT. 1 绪论.11.1 引言.11.1.1 风力发电的意义.11.1.2 风力发电的研究现状.21.2 风力发电系统的研究现状.31.2.1 变速恒频风力发电系统的研究现状.31.2.2 直驱永磁同步风力发电系统的特点和研究现状.41.3 本文的主要内容.5 2 永磁同步电机的数学模型和坐标变换.62.1 永磁同步电机在静止三相坐标轴系下的数学模型.62.2 坐标变换.82.2.1 静止三相坐标轴系到静止两相坐标轴系的相变换（3s/2s 变换）.82.2.2 静止两相坐标轴系到旋转两相坐标轴系的整流子变换.92.3 小结.10 3 永磁同步电机控制策略.113.1 几种常用的永磁同步电机矢量控制策略.113.2 PWM 脉宽调制技术简介.113.3 id=0 控制方式.133.3.1 控制原理.133.3.2 控制方程.143.3.3 控制过程.143.4 小结.15 4 永磁同步电机矢量控制的仿真建模.164.1 模型建立.164.2 模型说明.174.2.1 永磁同步电机模型.174.2.2 坐标变换.