【摘要】：隨著能源與環(huán)境問(wèn)題的日益突出,大力發(fā)展清潔能源成為世界各國(guó)的戰(zhàn)略選擇。風(fēng)能因其清潔高效的優(yōu)點(diǎn)成為新能源的主力軍之一。永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)省掉了故障率高的傳動(dòng)齒輪箱,從而減小了風(fēng)機(jī)的維護(hù)成本,提高了風(fēng)電系統(tǒng)的可靠性。風(fēng)力發(fā)電的背景和前景是本課題的選題意義。闡述了永磁同步發(fā)電機(jī)的不同分類的優(yōu)缺點(diǎn)后,本文選擇了徑向表貼式結(jié)構(gòu)作為發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。根據(jù)電機(jī)設(shè)計(jì)的基本理論,本文完成了160kw永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的初始電磁設(shè)計(jì)方案。為了優(yōu)化永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的起動(dòng)阻力矩,提高風(fēng)能利用率,本文提出了磁極分組偏移的新方法來(lái)削弱表貼式永磁電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩;透徹分析齒槽轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生原理后,給出了此種偏移方法的偏移角度計(jì)算公式;并用Maxwell的參數(shù)化分析模塊驗(yàn)證了所給磁極偏移角度計(jì)算公式的正確性;總結(jié)了分組數(shù)選取的規(guī)律,并通過(guò)對(duì)樣機(jī)不同分組數(shù)的有限元仿真驗(yàn)證了規(guī)律的正確性;結(jié)果表明,此種偏移方法可以簡(jiǎn)潔有效的削弱永磁電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩。齒槽轉(zhuǎn)矩優(yōu)化完成后,本文克服了傳統(tǒng)有限元優(yōu)化電機(jī)時(shí)周期長(zhǎng)的缺點(diǎn),采用遺傳算法,以發(fā)電機(jī)的效率、功率因數(shù)和經(jīng)濟(jì)性為多元目標(biāo)函數(shù),對(duì)發(fā)電機(jī)的其他參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,編寫(xiě)了Matlab遺傳算法程序,分析了優(yōu)化前后的設(shè)計(jì)方案。最后,本文對(duì)優(yōu)化完成的發(fā)電機(jī)方案進(jìn)行了運(yùn)行特性仿真和樣機(jī)實(shí)驗(yàn),仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)方案的合理性。
[Abstract]:With the increasingly prominent problems of energy and environment, the development of clean energy has become the strategic choice of all countries in the world. Wind energy has become one of the main forces of new energy because of its clean and efficient advantages. The permanent magnet direct drive wind turbine saves the transmission gearbox with high failure rate, thus reducing the maintenance cost of the fan and improving the reliability of the wind power system. The background and prospect of wind power generation is the significance of this topic. After expounding the advantages and disadvantages of different classification of permanent magnet synchronous generator (PMSM), the radial table structure is selected as the basic structure of PMSM. According to the basic theory of motor design, the initial electromagnetic design scheme of 160kw permanent magnet direct drive wind turbine is completed in this paper. In order to optimize the starting resistance torque of permanent magnet direct drive wind turbine and improve the utilization rate of wind energy, a new method of magnetic pole packet migration is proposed to weaken the slot torque of meter-mounted permanent magnet motor. After thoroughly analyzing the generating principle of slot torque, the formula for calculating the offset angle of this migration method is given, and the correctness of the formula for calculating the offset angle of magnetic pole is verified by the parametric analysis module of Maxwell. The law of grouping number selection is summarized, and the correctness of the law is verified by finite element simulation of different grouping numbers of the prototype. The results show that this migration method can reduce the slot torque of permanent magnet motor succinctly and effectively. After the optimization of slot torque, this paper overcomes the disadvantage of long period of traditional finite element optimization of motor. Genetic algorithm is used to optimize the other parameters of generator, taking the efficiency, power factor and economy of generator as multivariate objective function. The program of Matlab genetic algorithm is compiled, and the design scheme before and after optimization is analyzed. Finally, the operation characteristic simulation and prototype experiment of the optimized generator scheme are carried out, and the rationality of the design scheme is verified by the simulation and experimental results.
【學(xué)位授予單位】：上海電機(jī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM315

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 肖慶優(yōu);黃開(kāi)勝;陳文敏;楊國(guó)龍;賴文海;蔡黎明;;一種確定永磁同步電動(dòng)機(jī)最佳磁極偏移角度的方法[J];微特電機(jī);2015年12期

2 陳晨;王又瓏;;基于效率及溫升的軸向磁通永磁電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2016年06期

3 賈周;林鶴云;黃允凱;房淑華;;一種新型雙C型定子橫向磁通永磁發(fā)電機(jī)[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年11期

4 吳凇;陳鋼;;改進(jìn)量子遺傳算法在電機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的應(yīng)用[J];魚(yú)雷技術(shù);2015年01期

5 ;2014年全球風(fēng)電裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)[J];風(fēng)能;2015年02期

6 王春梅;王艾萌;王慧;;優(yōu)化極弧系數(shù)和磁極偏移對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩影響的研究[J];微電機(jī);2014年10期

7 肖曦;許青松;王雅婷;史宇超;;基于遺傳算法的內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)方法[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2014年03期

8 李立毅;唐勇斌;劉家曦;潘東華;;多種群遺傳算法在無(wú)鐵心永磁直線同步電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2013年15期

9 唐朝暉;王迅;;基于遺傳算法的大功率電機(jī)效率的在線測(cè)量[J];傳感器與微系統(tǒng);2012年09期

10 鄭崇偉;潘靜;;全球海域風(fēng)能資源評(píng)估及等級(jí)區(qū)劃[J];自然資源學(xué)報(bào);2012年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 蘭志勇;內(nèi)嵌式正弦波永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D];華南理工大學(xué);2012年

2 劉哲民;橫向磁通永磁同步電機(jī)研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王瑞良;5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)特性仿真[D];燕山大學(xué);2015年

2 宋修璞;永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模擬系統(tǒng)的研究[D];北京交通大學(xué);2014年

3 秦祖和;3MW直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)電磁設(shè)計(jì)與理論規(guī)律研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2014年

4 呂靖峰;我國(guó)風(fēng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展及政策研究[D];中央民族大學(xué);2013年

5 王云沖;軸向磁通磁場(chǎng)調(diào)制式永磁電機(jī)的研究[D];浙江大學(xué);2013年

6 原博;風(fēng)能發(fā)電與火力發(fā)電的發(fā)展?jié)摿?duì)比研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2011年

7 林井福;基于免疫遺傳算法的永磁電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2011年

8 王俊成;1.5MW半直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2010年

9 趙靜;軸向—軸向磁通復(fù)合結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)的基礎(chǔ)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

10 龍永文;基于遺傳算法的永磁無(wú)刷直流電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];東南大學(xué);2005年

，

本文編號(hào)：2485711