發(fā)布時間：2017-10-03 03:06

  本文關鍵詞：永磁直驅風力發(fā)電機的電磁設計與分析

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【摘要】：近年來,空氣污染問題在我國日趨顯現(xiàn)。采用清潔可再生能源發(fā)電,以逐步代替以燃煤為動力的火力發(fā)電,被認為是緩解空氣污染乃至解決能源危機的主要辦法之一。風力發(fā)電是目前應用較廣,未來有較好發(fā)展前景的新能源發(fā)電方式。其中,永磁直驅風力發(fā)電機以其功率密度大、效率高、運行可靠性好、維護成本低等優(yōu)點,成為了近年來的研究熱點。本文針對市場需要量較大,功率等級為1.5MW的低速永磁直驅風力發(fā)電機,進行了電磁方案的設計與分析。首先,本文闡述了分數(shù)槽集中繞組槽極配合選擇的一般規(guī)律,選擇槽極配合為12槽10極的分數(shù)槽集中繞組設計這臺永磁發(fā)電機。之后,根據(jù)傳統(tǒng)的解析法,近似計算徑向通風道對電機電磁性能的影響。應用磁路法完成了電機電磁方案的初始設計。然后,采用有限元法分析比較了電機在不同極數(shù)以及不同定子齒寬時的電磁性能,選擇了較優(yōu)的極數(shù)與齒寬方案。最后,對電機轉子軛部硅鋼層與結構鋼層的厚度比例進行了優(yōu)化設計,并完成了最終電磁方案的設計工作。針對磁鋼渦流損耗較大的問題,本文首先采用三維有限元法,詳細計算磁鋼的渦流損耗。然后分析比較了磁鋼沿軸向均等分段與沿圓周方向均等分段對磁鋼渦流損耗的影響。分析結果表明,兩種磁鋼分段方法均可以大幅減小磁鋼總渦流損耗。但是,沿圓周方向均等分段會引起同一極下不同磁鋼塊的損耗不相等的問題,容易導致部分磁鋼發(fā)熱較大,甚至發(fā)生不可逆去磁的嚴重后果。采用沿圓周方向不均等分段可以有效平均磁鋼的渦流密度,同時降低磁鋼的總損耗。綜合以上分析,本文設計了一臺額定功率為1.65MW的永磁發(fā)電機。這臺電機的空載反電勢諧波畸變率僅為0.7%;無需斜極斜槽等復雜工藝,額定負載下的轉矩波動僅為1.2%;短路情況下,永磁磁鋼沒有發(fā)生不可逆退磁等不良后果。不同轉速區(qū)間內(nèi)的運行性能也在本文中進行了分析。
【關鍵詞】：直驅永磁電機 分數(shù)槽集中繞組 磁鋼渦流損耗 磁鋼分段
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容15-17
• 2 1.5MW永磁直驅風力發(fā)電機電磁參數(shù)的設計17-40
• 2.1 分數(shù)槽集中繞組槽極配合的選擇18-22
• 2.2 永磁磁鋼的材料選擇22
• 2.3 徑向通風道對電磁性能影響的等效處理22-25
• 2.4 基于磁路法的電磁方案初始設計25-28
• 2.5 電機極數(shù)對電機性能的影響分析28-32
• 2.6 定子齒寬的設計32-33
• 2.7 轉子電磁結構的設計33-35
• 2.8 電磁方案設計的結果35-39
• 2.9 本章小結39-40
• 3 轉子磁鋼渦流損耗分析40-58
• 3.1 永磁磁鋼發(fā)生不可逆退磁的機理40-41
• 3.2 磁鋼渦流損耗的成因41-44
• 3.3 基于三維有限元仿真的磁鋼渦流損耗分析44-47
• 3.4 磁鋼渦流損耗的抑制方法47-49
• 3.5 磁鋼沿軸向分段對其渦流損耗的影響49-52
• 3.6 磁鋼沿圓周方向均等分段對其渦流損耗的影響52-55
• 3.7 磁鋼沿圓周方向不均等分段對其渦流損耗的影響55-57
• 3.8 本章小結57-58
• 4 1.5MW永磁直驅風力發(fā)電機電磁性能分析58-73
• 4.1 空載特性分析58-59
• 4.2 額定負載特性分析59-65
• 4.3 不同運行轉速區(qū)間內(nèi)的性能分析65-68
• 4.4 短路特性分析68-72
• 4.5 本章小結72-73
• 5 總結與展望73-76
• 5.1 全文總結73-74
• 5.2 課題展望74-76
• 致謝76-77
• 參考文獻77-84
• 附錄I 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文目錄84

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1 周鶚;杜炎森;胡敏強;韓亞明;;電機不對稱運行時轉子渦流損耗的有限元分析[J];微特電機;1990年06期

2 王堅,王友義;利用有限元法計算電機鐵芯渦流損耗[J];機電工程;2002年05期

3 王堅;基于有限元法的電機鐵心渦流損耗分析[J];大電機技術;2004年04期

4 李格;被動補償脈沖發(fā)電機渦流損耗的解析計算[J];核聚變與等離子體物理;2001年02期

5 王大力;;永磁體渦流損耗的有限元計算及影響因素分析[J];電氣開關;2013年04期

6 王群京;湯蘊t，

本文編號：962780