【摘要】：與傳統(tǒng)風力發(fā)電裝置相比,基于磁齒輪傳動的Halbach磁齒輪風力發(fā)電機是將Halbach磁場調制式磁性齒輪應用到風力發(fā)電系統(tǒng)中,用來改善傳統(tǒng)風電系統(tǒng)中發(fā)電機和風力機轉速不相匹配的問題,這種結構不僅使整個風電系統(tǒng)的結構得到了優(yōu)化,同時還彌補了傳統(tǒng)風力發(fā)電裝置因使用機械齒輪增速箱所帶來的一些不足之處,也使得整個系統(tǒng)的運行更加高效和穩(wěn)定。結合磁場調制式磁性齒輪的傳統(tǒng)結構,本文設計了一種新型的Halbach磁齒輪風力發(fā)電機,在此基礎上對其結構參數和特性進行了分析研究。首先,分析了Halbach陣列的基本結構及其相關工作原理。并通過有限元法對其與傳統(tǒng)徑向充磁方式進行比較,繼而得出Halbach陣列的優(yōu)勢。本文對有限元法進行了簡單介紹,為本文輸出轉矩以及電磁場的分析計算打下基礎,同時還簡要的介紹了本文所使用的有限元電磁場分析軟件JMAG。其次,設計出一種結構簡單的Halbach磁齒輪風力發(fā)電機,通過對所設計電機的結構參數進行優(yōu)化,并分析其結構參數對電機轉矩以及反電勢產生的影響,同時對電機的定子部分進行了簡單的設計,然后利用有限元電磁場分析軟件JMAG對該電機的各個參數模型進行建模仿真,對比分析各個參數模型的仿真結果,并從中選取最優(yōu)結果作為所設計電機的最佳配比。然后,在Halbach磁性齒輪風力發(fā)電機結構參數優(yōu)化的基礎上,最后確定該電機的結構及其幾何參數,并通過有限元電磁場分析元件JMAG對所設計電機進行建模仿真,主要是對該電機的氣隙磁場、靜態(tài)轉矩、穩(wěn)態(tài)轉矩、齒槽轉矩以及反電勢進行探討。最后,以節(jié)約電機制造成本提升其永磁體利用率為前提,以原始設計的電機為模板,提出了幾種永磁體用量優(yōu)化的Halbach磁性齒輪風力發(fā)電機結構,對比于原始Halbach磁性齒輪風力發(fā)電機,指出優(yōu)化的Halbach磁性齒輪風力發(fā)電機具有一定的研究價值。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM315

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本文編號：2555403