【摘要】：近年來,由于全球能源緊缺,清潔能源得到了很大發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電作為清潔能源利用的一種主要形式,其技術(shù)已日趨成熟,風(fēng)機(jī)的單機(jī)容量不斷增加。在各種發(fā)電機(jī)中,直驅(qū)永磁同步發(fā)電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單、效率高、不需要變速箱等優(yōu)點(diǎn),在大型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中被優(yōu)先采用。本文將設(shè)計(jì)一臺額定功率為1.2MW的直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)。根據(jù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及國內(nèi)生產(chǎn)廠商實(shí)際生產(chǎn)能力,本文電機(jī)選擇的是徑向磁通內(nèi)轉(zhuǎn)子的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。論文主要工作如下:首先,根據(jù)傳統(tǒng)的大功率永磁電機(jī)計(jì)算方法,對本文的兆瓦級直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行電磁計(jì)算,確定了電機(jī)的基本參數(shù),在Maxwell/RMxprt軟件中設(shè)計(jì)了電機(jī)的基本模型。第二,電機(jī)模型設(shè)計(jì)完成后,將其導(dǎo)入Maxwell軟件中進(jìn)行電磁分析。在靜態(tài)磁場下,觀察電機(jī)的剖分圖、磁力線分布云圖以及氣隙磁密。在瞬態(tài)場中,搭建了電機(jī)的空載和額定負(fù)載外電路,分別分析了電機(jī)在這兩種情況下的輸出電壓、電機(jī)轉(zhuǎn)矩、齒槽轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)、電機(jī)效率,并對空載反電勢進(jìn)行傅里葉分析。經(jīng)過綜合分析,電機(jī)設(shè)計(jì)比較合理,但是空載反電勢諧波含量較高,正弦性略差。第三,對本文所設(shè)計(jì)的直驅(qū)永磁同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行退磁風(fēng)險(xiǎn)校核,運(yùn)用外電路控制的方法作單相短路、兩相短路以及三相對稱短路的電機(jī)故障仿真,得到最大去磁磁動勢作用下的永磁體磁鋼徑向磁密分布曲線圖,然后通過場處理器計(jì)算平均磁密和最低磁密值。將各故障類型下電機(jī)的最低磁密值與退磁曲線拐點(diǎn)進(jìn)行比較來判斷電機(jī)是否發(fā)生不可逆退磁。最后,為了改善電機(jī)性能,提高電機(jī)去磁工作點(diǎn)的安全裕度,本文在永磁體極弧系數(shù)和永磁體厚度上對電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化,使得電機(jī)在空載反電勢波形畸變率和抗去磁能力上有所改善。
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM315
【圖文】：

第 1 章 緒論第 1 章 緒論題的研究背景今世界正在面臨能源短缺的威脅，而風(fēng)能因?yàn)槿≈槐M、用之不竭以及清潔來越多的青睞，眾多國家都在加大對風(fēng)電的研究，以減少對化石燃料的依賴濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展。十九世紀(jì)丹麥第一次借用風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電，世界上第機(jī)因此誕生[1]。前，全球的風(fēng)電裝機(jī)容量以 20%-30%的速度增長，至 2016 年底已經(jīng)達(dá)到了是 2007 年裝機(jī)總量的 5 倍。在整個風(fēng)電市場中，歐洲的裝機(jī)總?cè)萘空既?54.6%，位居世界第一，北美洲的裝機(jī)總?cè)萘课痪拥诙�，占全球總裝機(jī)容量的機(jī)總?cè)萘课挥诘谌氖莵喼�，�?20.2%[2]。 1.1 顯示的是 2007 年到 2016 年全球風(fēng)電裝機(jī)總量的變化圖。

的風(fēng)能變化將通過風(fēng)力機(jī)傳遞給主軸、齒輪箱和機(jī)械應(yīng)力；③并網(wǎng)時可能產(chǎn)生較大的電流沖擊。型異步發(fā)電機(jī)組[7]。電機(jī)相對稱，轉(zhuǎn)子電流由滑環(huán)接入，與繞線型異步電電機(jī)的轉(zhuǎn)子，使其轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。為了讓發(fā)電機(jī)可以通過控制變頻器來實(shí)現(xiàn)。在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速網(wǎng)；當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子速度低于同步速時，控制變頻，則變頻器可以提供直流勵磁[9]。析，雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)速是非常高的，可以達(dá)到 10常低，一般只有 10r/min 到 40r/min[10]。為了使其1]。而齒輪箱故障率高、噪聲大，無疑加大了維修也有很多優(yōu)點(diǎn)。在雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中比較容易也只占總功率的一部分，造價比較低[12]。電機(jī)

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本文編號：2721299