發(fā)布時間：2019-10-15 07:40

【摘要】：介紹了磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理,概述了磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)缺點,論述了用于磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)的被動磁軸承、主動磁軸承、混合磁軸承和超導(dǎo)磁軸承的結(jié)構(gòu)形式,并對不同支承形式磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了總結(jié)與比較,在此基礎(chǔ)上提出了磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)展趨勢和研究方向。
【圖文】：

高，一般為3.5m/s，同時，機(jī)械接觸軸承中不可避免地摩擦降低了風(fēng)能利用率，磨損的加劇將進(jìn)一步導(dǎo)致風(fēng)力機(jī)主軸轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)失衡，因此，磁懸浮風(fēng)力機(jī)應(yīng)運而生。與傳統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)相比，磁懸浮風(fēng)力機(jī)具有無摩擦、不需潤滑、功耗低、噪聲孝效率高、運行平穩(wěn)等優(yōu)點。本文作者介紹了磁懸浮風(fēng)力機(jī)的原理及其特點，并總結(jié)了應(yīng)用于磁懸浮風(fēng)力機(jī)的磁力軸承以及磁懸浮風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，提出了磁懸浮風(fēng)力機(jī)的發(fā)展趨勢和研究方向。1磁懸浮風(fēng)力機(jī)的原理和優(yōu)缺點1.1磁懸浮風(fēng)力機(jī)的原理與傳統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)相比，磁懸浮風(fēng)力機(jī)采用非接觸圖1磁懸浮風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)圖式磁懸浮支承代替了機(jī)械支承。一種垂直軸磁懸浮風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1。由主軸轉(zhuǎn)子、定子、風(fēng)輪等部分組成，定子內(nèi)部安裝有輔助支承、徑向軸向磁軸承、發(fā)電機(jī)定子、傳感器等，套裝在主軸轉(zhuǎn)子上。定子中布置的兩個徑向磁軸承、軸向磁軸承均對主軸產(chǎn)生電磁力作用，其

郵?與機(jī)械軸承相比，磁支承體積、質(zhì)量較大，需要專門的控制器和外加電源，大都配備輔助支承，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占空間大，實現(xiàn)難度大;與機(jī)械軸承相比，磁支承剛度較小;磁支承的成本較高。2用于磁懸浮風(fēng)力機(jī)的磁軸承類型用于磁懸浮風(fēng)力機(jī)上的磁懸浮軸承按工作原理可分為被動磁懸浮軸承、主動磁懸浮軸承、混合磁懸浮軸承和超導(dǎo)磁懸浮支承方式。2.1被動磁軸承(PMB)被動磁軸承(永磁軸承)利用磁環(huán)間產(chǎn)生的永磁力來懸浮轉(zhuǎn)子，它具有一定的穩(wěn)定特性，一般沒有控制系統(tǒng)。按承載方向的不同，永磁軸承可分為永磁向心(徑向)軸承(圖2)和永磁推力(止推)軸承(圖3);按磁環(huán)之間吸、斥力的不同，永磁軸承可分為吸力型永磁軸承和斥力型永磁軸承［3］。圖2永磁向心軸承的基本結(jié)構(gòu)圖3永磁推力軸承的基本結(jié)構(gòu)磁懸浮風(fēng)力機(jī)主軸對磁支承的承載能力要求較高，而單對磁環(huán)承載能力有限，為了提高永磁軸承的懸浮力和剛度，可采用多對磁環(huán)疊加結(jié)構(gòu)，疊加方式有徑向疊加和軸向疊加兩種(圖4)。為了適應(yīng)使用環(huán)境及節(jié)省空間，可采用集多個方向支承于一體的永磁偏置徑向－軸向磁軸承(圖5)。圖中箭頭表示永磁體的磁化方向。圖4永磁軸承磁環(huán)的疊加圖5永磁偏置軸向－徑向磁軸承結(jié)構(gòu)圖永磁體是永磁軸承的主體，因此永磁軸承的性能主要取決于永磁材料的性能，其性能常用3個指標(biāo)來表示，，即矯頑力(Hc)、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度(Br)和最大磁能積(BH)max。目前，應(yīng)用在永磁懸浮風(fēng)力機(jī)上的永磁合金多為1983年問世于日本的第三代稀土永磁合金號稱磁王的釹鐵硼(NdFeB)系永磁合金，其(BH)max達(dá)到了302.5kJ/m3。現(xiàn)代的NdFeB系永磁合金(BH)max已高達(dá)460kJ/m3。2.2主動磁軸承(AMB)主動磁軸承通過主動控制電流大小來調(diào)節(jié)電磁鐵產(chǎn)生的電磁力，將轉(zhuǎn)?
【作者單位】： 南通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;江蘇省風(fēng)能應(yīng)用技術(shù)工程中心;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(61273151,61004053) 江蘇高等學(xué)校優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊項目(2011-20)
【分類號】：TM315

【共引文獻(xiàn)】

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3 常思哲;渾南將建風(fēng)力發(fā)電機(jī)生產(chǎn)基地[N];沈陽日報;2007年

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本文編號：2549512