本文關(guān)鍵詞：1.5kW開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)及優(yōu)化

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【摘要】：風(fēng)力發(fā)電機(jī)所處工況往往比較惡劣,要求所選發(fā)電機(jī)具有堅(jiān)固、可靠、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單且成本低等特點(diǎn)。本文以發(fā)電機(jī)慣例對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)電磁功率與結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行重新計(jì)算,以提高發(fā)電效率降低電機(jī)損耗為設(shè)計(jì)目的,對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與優(yōu)化。設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了多學(xué)科不同的分析與研究方法,驗(yàn)證過(guò)程中采用系統(tǒng)模型與自建模型相互驗(yàn)證,通過(guò)以上方法系統(tǒng)地對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)性能問(wèn)題進(jìn)行研究,為開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)進(jìn)一步適應(yīng)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電奠定了基礎(chǔ)。本文的主要研究工作如下:(1)首先從機(jī)電能量轉(zhuǎn)換角度對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)與開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)進(jìn)行分析,雖然本體結(jié)構(gòu)上大體相同,但兩者應(yīng)用場(chǎng)合和用途的不同使得在具體尺寸上會(huì)有不同的優(yōu)化方向。電動(dòng)機(jī)要求為高轉(zhuǎn)換效率、低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、可調(diào)速性好;發(fā)電機(jī)則為可靠性高、發(fā)電輸出功率大、轉(zhuǎn)換效率高。設(shè)計(jì)過(guò)程中以提高發(fā)電功率為首要目標(biāo)。(2)通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)關(guān)鍵位置下電感的計(jì)算,編寫(xiě)出一套開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的初步設(shè)計(jì)軟件,通過(guò)該軟件可以快速計(jì)算出給定功率下發(fā)電機(jī)的尺寸數(shù)據(jù)的典型取值。建立Ansoft/Rmxprt仿真模型,并對(duì)其進(jìn)行參數(shù)化計(jì)算。通過(guò)對(duì)參數(shù)化計(jì)算結(jié)果的分析確定了變量的選取及所選變量的優(yōu)化范圍。(3)根據(jù)關(guān)鍵位置下磁路法電感的計(jì)算公式的分析研究,發(fā)現(xiàn)電感值與電機(jī)橫截面尺寸的關(guān)系是非線性的,與電機(jī)軸向長(zhǎng)度尺寸為線性關(guān)系。由此提出一種分步窮舉的計(jì)算方法,該方法先對(duì)與電感存在非線性關(guān)系的尺寸進(jìn)行窮舉計(jì)算,選取窮舉計(jì)算后最優(yōu)數(shù)值與電感存在線性關(guān)系的尺寸再進(jìn)行窮舉計(jì)算。通過(guò)這種分步計(jì)算方法大大降低了計(jì)算工作量。(4)建立Maxwellsimplorer聯(lián)合仿真模型和SimulinkMaxwell耦合的非線性仿真模型,前者數(shù)據(jù)計(jì)算準(zhǔn)確,后者仿真速度快、控制策略靈活。計(jì)算得出仿真數(shù)據(jù)與現(xiàn)有硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)作對(duì)比校驗(yàn)?zāi)Ｐ蛥?shù)的準(zhǔn)確性。完成對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的熱分析,確定穩(wěn)態(tài)工作時(shí)開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)的發(fā)熱情況,在仿真數(shù)據(jù)的支持下確定電機(jī)的散熱方式與絕緣等級(jí)。
【關(guān)鍵詞】：開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī) 電機(jī)設(shè)計(jì) 有限元分析 聯(lián)合仿真分析 熱分析
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM31
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 主要符號(hào)對(duì)照表9-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 引言10-11
• 1.2 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)介11-17
• 1.2.1 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)11-12
• 1.2.2 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)工作原理12-14
• 1.2.3 SRG機(jī)電能量分析14-17
• 1.3 國(guó)內(nèi)外開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)/發(fā)電機(jī)研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)17-21
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)外SRG研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)外SRG研究趨勢(shì)19-20
• 1.3.3 現(xiàn)代電機(jī)設(shè)計(jì)及優(yōu)化20-21
• 1.4 本文主要工作內(nèi)容21-23
• 第二章 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)磁路計(jì)算及仿真分析23-47
• 2.1 引言23
• 2.2 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)磁路計(jì)算23-32
• 2.2.1 最小電感值計(jì)算25-27
• 2.2.2 最大電感值計(jì)算27-29
• 2.2.3 關(guān)鍵參數(shù)選取29-32
• 2.3 開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)尺寸計(jì)算32-34
• 2.4 Rmxprt參數(shù)化分析34-39
• 2.5 SRG有限元磁場(chǎng)及性能分析39-46
• 2.5.1 有限元分析原理39-41
• 2.5.2 Maxwell靜磁場(chǎng)分析41-44
• 2.5.3 Maxwell瞬態(tài)場(chǎng)分析44-46
• 2.6 本章小結(jié)46-47
• 第三章 基于多目標(biāo)的開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)優(yōu)化47-57
• 3.1 序言47
• 3.2 SRG的多目標(biāo)優(yōu)化47-53
• 3.2.1 多目標(biāo)加權(quán)優(yōu)化原理47-48
• 3.2.2 優(yōu)化變量的選取48-51
• 3.2.3 改進(jìn)型分步優(yōu)化計(jì)算51-52
• 3.2.4 優(yōu)化結(jié)果52-53
• 3.3 SRG槽型優(yōu)化53-54
• 3.4 優(yōu)化結(jié)果對(duì)比54-56
• 3.5 本章小結(jié)56-57
• 第四章 SRG性能及熱分析57-67
• 4.1 引言57
• 4.2 Simplorer&Rmxprt分析計(jì)算57-59
• 4.2.1 系統(tǒng)組成及搭建57-58
• 4.2.2 結(jié)果分析58-59
• 4.3 Simulink&Maxwell耦合分析59-62
• 4.3.1 Simulink模型建立60-61
• 4.3.2 Simulink結(jié)果分析61-62
• 4.4 仿真數(shù)據(jù)與實(shí)物對(duì)比62-63
• 4.5 SRG熱分析63-66
• 4.5.1 導(dǎo)熱計(jì)算原理63-64
• 4.5.2 瞬態(tài)熱分析64
• 4.5.3 熱分析結(jié)果64-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 第五章 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 本文主要工作67-68
• 5.2 研究展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 致謝72-73
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 吳建華;基于遺傳算法的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);1996年04期

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本文編號(hào)：887952