一种基于永磁风力发电机电磁模型的仿真测试方法技术

本发明专利技术涉及一种基于永磁风力发电机电磁模型的仿真测试方法，该方法通过大型永磁直驱风力发电机组仿真测试系统和调测控制器实施，该方法包括以下步骤：1)根据设计图纸，按比例制作永磁风力发电机电磁模型；2)将制作好的电磁模型安装在仿真测试系统中，连接在减速器和模拟负载或并网逆变器之间；3)通过仿真测试系统对电磁模型进行测试，并输出测试结果至调测控制器；4)调测控制器根据测试结果判断制作的电磁模型是否达到设计要求，若是，则结束测试，若否，则执行步骤5)；5)调整电磁模型，返回步骤2)。与现有技术相比，本发明专利技术具有可加快新产品的研发速度、降低研发成本等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，该方法通过大型永磁直驱风力发电机组仿真测试系统和调测控制器实施，该方法包括以下步骤：1)根据设计图纸，按比例制作永磁风力发电机电磁模型；2)将制作好的电磁模型安装在仿真测试系统中，连接在减速器和模拟负载或并网逆变器之间；3)通过仿真测试系统对电磁模型进行测试，并输出测试结果至调测控制器；4)调测控制器根据测试结果判断制作的电磁模型是否达到设计要求，若是，则结束测试，若否，则执行步骤5)；5)调整电磁模型，返回步骤2)。与现有技术相比，本专利技术具有可加快新产品的研发速度、降低研发成本等优点。【专利说明】—种基于永磁风力发电机电磁模型的仿真测试方法
本专利技术涉及一种发电机仿真测试方法，尤其是涉及。
技术介绍
大型永磁直驱发电机的制造具有现有设计资料少、研制成本高和技术要求高的特点，研制新型大型永磁直驱风力发电机不经过电磁模型考核验证，就直接制作正式样机，风险非常大。大型风力发电机组是在野外使用的架在数十米高空的大型设备，而且外部条件是随机的和不可控的。它在不同外部条件下的全工况过程一般可能会非常慢长，所以单靠在现场检测和评估风电机组整机质量，不但周期长，而且在现场检测中发现的缺陷已经很难进行补救。现场测试方式存在严重不足。这样一台新设计的发电机如果由于永磁磁场未达标，或者由于振动、温升等原因造成失磁，则已经是无法挽救了。因此如果单靠到现场进行野外发电试验，其设计就有不小的“听天由命”的意味。设计者只好以较大冗余或提高原材料技术等级来保证基本满足需要就算成功。由于一台大型永磁直驱发电机制造成本要几百到上千万元，风电产业因其投入大，技术水平高，被称为“巨人的运动”、“烧钱的产业”。因此永磁直驱风力发电机采用某个新型号的稀土磁材料的磁钢时，都会因上述原因，而承担风险，影响永磁材料的新产品开发工作，不能适应日益扩大的永磁直驱风力发电机的不断改进技术的要求。我国永磁直驱型风力发电机组自主创新能力低，国外品牌和技术充斥国内市场有多方面的原因，其中有一个重要原因就是缺少创新产品的试验手段。所以当今国内已经试制成功永磁直驱型风力发电机组的企业除我公司是中国技术，独立研制外，其他大部分企业均与国外企业合作研制。我国风力发电永磁直驱发电机自主研制的企业非常少，缺少快速仿真测试技术这是主要原因。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可在实验室内快速低成本地验证永磁直驱发电机和磁性材料的动态电磁特性以及磁稳定性等技术参数的基于永磁风力发电机电磁模型的仿真测试方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:，该方法通过大型永磁直驱风力发电机组仿真测试系统实施，所述的仿真测试系统包括变频调速器、拖动电动机、调测控制器、减速器、模拟负载和并网逆变器，该方法包括以下步骤:I)根据设计图纸，按比例制作缩小的永磁风力发电机电磁模型；2)将制作好的电磁模型安装在仿真测试系统中，连接在减速器和模拟负载或并网逆变器之间；3)通过仿真测试系统对电磁模型进行测试；4)调测控制器根据测试结果判断制作的电磁模型是否达到设计要求，若是，则结束测试，确认新设计的永磁直驱发电机及磁钢设计正确，若否，则执行步骤5)；5)调整电磁模型，返回步骤2)。所述的永磁风力发电机电磁模型的转子轴向有效长度为真实永磁风力发电机的转子轴向有效长度的1/n。所述的n为5?10。所述的步骤3)对电磁模型进行的测试包括电磁动态参数的仿真测试和极限状态下磁稳定性的仿真测试。所述的电磁动态参数包括发电机不同转速下的功率、谐波频率、强度、振动和噪声强度。所述的电磁动态参数的仿真测试具体包括:101)将电磁模型连接在减速器和模拟负载之间，启动仿真测试系统对电磁模型进行测试；102)调测控制器记录电磁模型运行时的电磁动态参数；103)调测控制器根据谐波频率和强度、振动与噪声强度判断电磁模型中的磁路和磁体的设计是否合理，根据不同转速下的功率生成功率特性曲线，判断电磁模型中磁钢的动态磁能积是否达到设计要求，并显示判断结果。所述的极限状态下磁稳定性的仿真测试具体包括:201)将电磁模型连接在减速器和并网逆变器之间，启动仿真测试系统对电磁模型进行测试；202)仿真测试系统控制电磁模型运行在正常工作状态，调节转速，获得功率特性曲线a ；203)仿真测试系统控制电磁模型工作在发电机的最高允许温度状态下，调节转速，获得极限状态下的功率特性曲线b ；204)电磁模型停止运行，温度回到常温状态，再次启动电磁模型，获得功率特性曲线c ；205)调测控制器根据获得的功率特性曲线a、b、C，判断电磁模型是否会失磁。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:I)本专利技术在进行新型永磁风力发电机前先利用永磁发电机的电磁模型进行仿真测试，可以大大降低大型永磁直驱风力发电机的研制成本和避免较大风险；2)本专利技术的仿真测试方法大大加快了产品的研发速度；3)本专利技术的仿真测试方法简单易行，具有较高的准确度，能对永磁直驱发电机和磁性材料的动态电磁特性以及磁稳定性等技术参数进行验证。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的流程示意图；图2为本专利技术中电磁动态参数的仿真测试示意图；图3为本专利技术中极限状态下磁稳定性的仿真测试示意图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例如图1所示，，该方法通过大型永磁直驱风力发电机组仿真测试系统实施，所述的仿真测试系统包括变频调速器、拖动电动机、调测控制器、减速器、模拟负载和并网逆变器，该方法包括以下步骤:I)根据设计图纸，按比例制作缩小的永磁风力发电机电磁模型(即仿真永磁发电机)，所述的永磁风力发电机电磁模型的转子轴向有效长度为真实永磁风力发电机的转子轴向有效长度的l/n，n可以取为5?10 ；2)将制作好的电磁模型安装在仿真测试系统中，连接在减速器和模拟负载或并网逆变器之间；3)通过仿真测试系统对电磁模型进行测试，包括电磁动态参数的仿真测试和极限状态下磁稳定性的仿真测试，并输出测试结果至调测控制器；4)调测控制器根据测试结果判断制作的电磁模型是否达到设计要求，若是，则结束测试，，确认新设计的永磁直驱发电机及磁钢设计正确，若否，则执行步骤5)；5)调整电磁模型，返回步骤2)。所述的电磁动态参数包括发电机的谐波频率和强度、振动与噪声强度和不同转速下的功率。如图2所示,所述的电磁动态参数的仿真测试具体包括:101)将电磁模型连接在减速器和模拟负载之间，启动仿真测试系统对电磁模型进行测试；102)调测控制器记录电磁模型运行时的电磁动态参数；103)调测控制器根据谐波频率和强度、振动与噪声强度判断电磁模型中的磁路和磁体的设计是否合理，根据不同转速下的功率生成功率特性曲线，判断电磁模型中磁钢的动态磁能积是否达到设计要求，并显示判断结果。如图3所示，所述的极限状态下磁稳定性的仿真测试具体包括:201)将电磁模型连接在减速器和并网逆变器之间，启动仿真测试系统对电磁模型进行测试；202)仿真测试系统控制电磁模型运行在正常工作状态，调节转速，获得功率特性曲线a ；203)仿真测试系统控制电磁模型工作在发电机的最高允许温度状态下，调节转速，获得极限状态下的功率特性曲线b ；204)电磁模型停止运行，温度回到常温状态，再次启动电磁模型，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于永磁风力发电机电磁模型的仿真测试方法，该方法通过大型永磁直驱风力发电机组仿真测试系统实施，所述的仿真测试系统包括变频调速器、拖动电动机、调测控制器、减速器、模拟负载和并网逆变器，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)根据设计图纸，按比例制作缩小的永磁风力发电机电磁模型；2)将制作好的电磁模型安装在仿真测试系统中，连接在减速器和模拟负载或并网逆变器之间；3)通过仿真测试系统对电磁模型进行测试；4)调测控制器根据测试结果判断制作的电磁模型是否达到设计要求，若是，则结束测试，若否，则执行步骤5)；5)调整电磁模型，返回步骤2)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武树森，贾大江，李勇，徐建新，
申请(专利权)人：上海万德风力发电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31