风电伺服电机的PLC控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

1、课题研究的背景

能源消费始终是伴随经济发展的，能源是经济增长的根本动力，是人类赖以生存的基础。目前世界各国的主要使用能源仍然以石油、天然气等一次能源为主，但不可再生资源的使用量已经大大超过环境所能承受的范围。风能是一种清洁、可再生能源，在发电这一领域具有巨大的开发潜力和商业活力。全球而言，风力发电在全球能源消费结构中的份额在逐步提高，是近几年发展较快的能源之一。

风力发电系统有不同的分类，根据发电机运行特征和控制技术，风力发电机系统可分为恒速恒频和变速恒频风力发电系统。在恒速运行的过程中，当风速跃升时，巨大的风能将通过风力机叶片传给主轴、齿轮箱和发电机等部件，产生很大的机械应力，上述过程的重复出现将会引起这些部件的疲劳损坏。风机转速不能随风速的变化而变化，导致风能利用率不高，风速突变确保安全，稳定发展，风电伺服电机的调速系统就显得越来越重要。

2. 研究内容和预期目标

本课题研究内容：

1)利用风力机的空气动力学理论，分析风力机的受力情况

2)建立数学模型

3. 研究的方法与步骤

本文拟采用PID控制技术设计伺服电机调速系统。

首先，了解PID控制和模糊控制在伺服电机系统中的应用现状，以及分析风速与转速特性，以风机转速给定和实际输出差值作为输入信号设计控制器；然后，利用电机转矩平衡方程式和交流伺服电机的电枢回路中的电势平衡方程可以得到电机的数学模型，在此基础上提出PID控制方案；最后，进行系统的硬件设计，PLC软件控制设计和上位机软件设计。

4. 参考文献

1、孔屹刚，王杰，顾浩，等. 大型风力机气动载荷分析与功率控制[j]. 太阳能学报. 2012, 33(6): 1023-1029.

2、崔总泽, 李子健, 项群杰,等. 新型双转子结构风力发电系统及其双模功率控制策略[j]. 中国电机工程学报, 2014, 34(36):6499-6505.

3、马祎炜, 俞俊杰, 吴国祥, 等. 双馈风力发电系统最大功率点跟踪控制策略[j]. 电工技术学报,2009,24(4):202-206.

5. 计划与进度安排

1）第01～02周：收集资料，知识准备及做开题报告。

2）第03～04周：系统方案设计及可行性研究。

3）第05～07周：系统软件设计及编程。