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突变风条件下的功率点的算法

为了保证最大功率点追踪算法的实现,需要对发电机的功率和转速进行准确地采集。然而在数据采集过程中,由于东莞电机本身的运行特性。可以看到,当发电机转速从一个值增加到另一个值时,如果忽略中间过程,其定子输出功率是增大的。然而,如果考虑中间过程,其输出功率会出现先减小而后增加的现象,这发电机输出有功功率的仿真结果相吻合,造成这种现象的原因在分析结果的时候已给出。如果此时对功率进行采样,那么所采集到的数值很有可能会是功率减小的那一段,这样会造成追踪算法失效,即认为转速增加,而输出功率降低,下一时刻应减少转速,最终使工作点远离最大功率点。

图1:转速变化与功率变化的关系

 转速变化与功率变化的关系

在此状态下,发电机转速再次降低,到7.48秒时,发电机角速度稳定在150.33rad/s附近,而算法2的发电机转速则在7.92秒时达到稳定。通过观察稳定时的风能利用系数可知,两种算法的发电机转速均已达到最佳,其定子输出有功功率也已达到该风速下的最大值。

 

在相同时间内捕获更多风能的控制目标。这里,在各个突变风速下的发电机转速稳态值为所对应风速下的最佳转速,其定子输出功率稳态值为所对应风速下的最大功率。

 

介电弹性体是一种介电有机材料,具有粘超弹性。当加载偏置电压、外界输入机械能后,介电弹性体便会发生复杂的机电耦合效应。外部提供偏置电压,是完成发电循环不可缺少的环节。主要研究介电弹性体发电机的机电转换机理,分析和研究介电弹性体发电机的力学模型、电学模型以及机电能转换原理。研究介电弹性体发电机机电转换机理,将为后续介电弹性体发电机的自偏置机理奠定基础的理论依据。

 

介电弹性体发电机按结构可分为三层:上层、中间层和下层。中间层为介电弹性体材料,上下两层为柔性电极材料。介电弹性体是一种具有介电性的有机高分子材料,在材料两面涂抹柔性电极之后,柔性电极和介电弹性体材料构成等效电容。在机电转换之前,需要外界提供偏置电压,为介电弹性体发电机提供初始电荷。因此,偏置电压是介电弹性体发电机完成机电转换必不可少的环节。下面就介电弹性体www.qg999.com电机在外接偏置下的机电转换过程进行分析。

 

加载外部电源给介电弹性体材料充电,并在外部机械力作用下产生形变,然后断开电源,由于自身的形状记忆效应使得介电弹性体在弹性恢复力作用下恢复初始形状,从而自身电容值降低,电压值升高,并向外放电。

 

表示介电弹性体将机械能转换成电能的四个步骤:

(1)通过外力拉伸介电弹性体,弹性应变能存储在介电弹性体内。此时电极表面积扩张电极间距离缩短,介电弹性体处于高电容状态。

(2)利用电荷存储器为介电弹性体两电极填充电荷,使极板间电压达到偏置电压。

(3)移除外力后弹性应变能使介电弹性体恢复机械形变,电极面积减小且电极间距离增加,此时介电弹性体处于低电容状态。这一过程使同一极板上同性电荷密度增大、不同极板上异性电荷的距离增加,当电荷量保持一定时,电极间电压升高产生电能,完成机械能到电能的转换。