風(fēng)力發(fā)電作為一種重要的綠色能源獲取途徑,具有分布范圍廣、清潔環(huán)保、可再生等優(yōu)點(diǎn),目前已經(jīng)受到世界各國的重視,具有較好的發(fā)展前景。由于開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用中具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、系統(tǒng)可靠性強(qiáng)、發(fā)電效率高等優(yōu)勢,為了最大限度獲取風(fēng)能,提高發(fā)電效率,本文提出并設(shè)計(jì)了一種適用于風(fēng)力發(fā)電的偏轉(zhuǎn)式雙定子開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī),主要研究內(nèi)容歸納如下:1)闡述了開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的運(yùn)行原理和控制方式,通過建立線性數(shù)學(xué)模型對電感、電壓和相電流的特性進(jìn)行分析,在此基礎(chǔ)上,提出一種偏轉(zhuǎn)式雙定子開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)。該發(fā)電機(jī)采用雙定子和球面設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),保證了轉(zhuǎn)子在一定范圍內(nèi)的可偏轉(zhuǎn)性,并在有限元軟件中建立仿真模型,分析發(fā)電機(jī)的輸出特性。2)應(yīng)用電磁場理論解析法計(jì)算了發(fā)電機(jī)的鐵芯磁通和氣隙磁密,建立了磁通波形矩陣形式的數(shù)學(xué)模型,得到定、轉(zhuǎn)子的磁通波形。再利用有限元法對模型進(jìn)行仿真分析,得到定子和轉(zhuǎn)子的磁密矢量分布情況、鐵芯不同部位的磁密波形變化規(guī)律以及不同工作狀態(tài)下的氣隙磁密。通過對比解析法與有限元法的計(jì)算結(jié)果,驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型與有限元模型的準(zhǔn)確性,表明該發(fā)電機(jī)具有良好的磁場特性。3)為了進(jìn)一步提高該發(fā)電機(jī)的工作效率,將... 

【文章來源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

001-2018年全球風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量

第1章緒論5保留開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的先進(jìn)特性并去掉外部電壓源，獲得較高的輸出功率和效率，在此基礎(chǔ)上，文獻(xiàn)[22]提出了一種帶有PM的U形定子鐵芯的橫向磁通型開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)，磁通量變化產(chǎn)生的電動勢代替了外接電壓源，然而，在定子極兩側(cè)插入的永磁體的總磁通會導(dǎo)致漏磁，減小了反電動勢的幅度。為了減小漏磁通，文獻(xiàn)[23]在轉(zhuǎn)子極之間增加了輔助轉(zhuǎn)子磁極，由于主磁極和輔助磁極在結(jié)構(gòu)上分離，較為薄弱，失去了開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)固有的結(jié)構(gòu)特征，使發(fā)電機(jī)性能下降。于是，文獻(xiàn)[24]提出了新型橫向磁通開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)，如圖1-4所示。該發(fā)電機(jī)采用磁軛桿將主磁極和輔助磁極集結(jié)在一起，改善了轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分離的缺陷，整體式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)比分離式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)更為簡單，并對其進(jìn)行優(yōu)化分析，研制了優(yōu)化后的樣機(jī)，實(shí)驗(yàn)測試驗(yàn)證了樣機(jī)良好的輸出特性。2017年，R.J.Dias等人為了提高開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的工作效率，對6/4和6/6開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行研究并提出了新的改進(jìn)方法[25]，使發(fā)電機(jī)勵磁階段的磁飽和和互感系數(shù)顯著增加，減少了磁通量的變化，從而使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子所需的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩減小，提高發(fā)電效率，并通過實(shí)驗(yàn)測試驗(yàn)證了改進(jìn)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與有效性。a)發(fā)電機(jī)樣機(jī)模型b)發(fā)電機(jī)樣機(jī)圖1-4橫向磁通開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)

?孟低晨扇〈?傳統(tǒng)汽車中的分體式起動機(jī)和發(fā)電機(jī)[31]。2009年，全球第一臺兆瓦級垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)（半直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電專用開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)）在深圳龍崗成功下線，總重達(dá)24噸的這一大型風(fēng)機(jī)，重量只是其他同類發(fā)電機(jī)的一半，在10%—250%額定功率范圍內(nèi)，可提升發(fā)電效率90%，用于風(fēng)力發(fā)電時(shí)間達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的1.5倍以上。在發(fā)電機(jī)本體結(jié)構(gòu)方面，文獻(xiàn)[32]研制了平面式開關(guān)磁阻電機(jī)的樣機(jī)，在選定的控制算法下，能夠?qū)崿F(xiàn)高進(jìn)度的位置和軌跡控制。在此基礎(chǔ)上，文獻(xiàn)[33]提出了一種適用于二維平面運(yùn)動的雙面開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-5所示。在其中一側(cè)，六個相同的定子被分為兩組，垂直固定在定子底座上，定子上帶有繞組，一組負(fù)責(zé)X方向上的移動，另一組負(fù)責(zé)Y方向上的移動。在初始研究階段，利用有限元分析對其性能進(jìn)行了全面的預(yù)測和分析，結(jié)果表明該發(fā)電機(jī)具有良好的磁特性，當(dāng)一個定子線圈勵磁時(shí)，幾乎不影響其他相鄰定子的磁通路徑，任意相鄰相繞組之間無耦合效應(yīng)，簡化了該發(fā)電機(jī)的控制策略，證實(shí)了開關(guān)磁阻技術(shù)在二維、高精度、位置控制應(yīng)用中的可行性。圖1-5雙面開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)2012年，香港理工大學(xué)提出一種用于風(fēng)力發(fā)電的C形鐵芯開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)[34,35]，

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：2915320