【摘 要】
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随着人们对清洁能源的日益重视，风电已经成为世界上增长最快的新能源。我国是世界第二大能源消费国，每年50%的石油依赖进口，资源环境问题也日益突出，大力发展风电是必然选择。 在风力发电系统中，高效率的永磁同步发电机受到人们关注。但永磁电机的气隙磁场难以调节和控制，成为永磁同步发电机推广和应用的瓶颈。近年来，混合励磁发电机，特别是CPPM混合励磁发电机受到重视。它不仅有永磁电机高效率的优点，还具有电励
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随着人们对清洁能源的日益重视，风电已经成为世界上增长最快的新能源。我国是世界第二大能源消费国，每年50%的石油依赖进口，资源环境问题也日益突出，大力发展风电是必然选择。
在风力发电系统中，高效率的永磁同步发电机受到人们关注。但永磁电机的气隙磁场难以调节和控制，成为永磁同步发电机推广和应用的瓶颈。近年来，混合励磁发电机，特别是CPPM混合励磁发电机受到重视。它不仅有永磁电机高效率的优点，还具有电励磁电机气隙磁场平滑可调的优点，而且无刷免维护。可以对输出电压进行控制，扩展风力发电机发电的风速范围，提高风力发电效率。
本文首先对混合励磁电机的发展及其控制系统进行了综述；讨论了CPPM电机的结构和运行原理，应用等效方法建立了CPPM发电机二维仿真模型进行分析；为进一步精确计算电机的磁场分布，进行了三维磁场有限元分析，并对二维和三维仿真结果进行了对比分析；三维仿真中，着重分析了不同参数对电机磁密波形的影响，总结了不同参数和谐波次数之间的关系，为电机设计提供参考；介绍了风机特性，得到不同风速下转速和电机功率之间关系曲线，即最大功率点跟踪(MPPT)控制理论，在此基础上提出了系统结构，MPPT控制在电路上的实现原理及步骤，并借助仿真软件进行了双向励磁电路等电路设计；最后构建了试验平台并进行了试验研究。试验结果表明，CPPM发电机电压波形正弦性良好，励磁系统工作正常，电机电压调节能力强。
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