本文關(guān)鍵詞：永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)與分析

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【摘要】：近年來(lái),空氣污染問(wèn)題在我國(guó)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(dòng)力的火力發(fā)電,被認(rèn)為是緩解空氣污染乃至解決能源危機(jī)的主要辦法之一。風(fēng)力發(fā)電是目前應(yīng)用較廣,未來(lái)有較好發(fā)展前景的新能源發(fā)電方式。其中,永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)以其功率密度大、效率高、運(yùn)行可靠性好、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn),成為了近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)市場(chǎng)需要量較大,功率等級(jí)為1.5MW的低速永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī),進(jìn)行了電磁方案的設(shè)計(jì)與分析。首先,本文闡述了分?jǐn)?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?jǐn)?shù)槽集中繞組設(shè)計(jì)這臺(tái)永磁發(fā)電機(jī)。之后,根據(jù)傳統(tǒng)的解析法,近似計(jì)算徑向通風(fēng)道對(duì)電機(jī)電磁性能的影響。應(yīng)用磁路法完成了電機(jī)電磁方案的初始設(shè)計(jì)。然后,采用有限元法分析比較了電機(jī)在不同極數(shù)以及不同定子齒寬時(shí)的電磁性能,選擇了較優(yōu)的極數(shù)與齒寬方案。最后,對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子軛部硅鋼層與結(jié)構(gòu)鋼層的厚度比例進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),并完成了最終電磁方案的設(shè)計(jì)工作。針對(duì)磁鋼渦流損耗較大的問(wèn)題,本文首先采用三維有限元法,詳細(xì)計(jì)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(duì)磁鋼渦流損耗的影響。分析結(jié)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(huì)引起同一極下不同磁鋼塊的損耗不相等的問(wèn)題,容易導(dǎo)致部分磁鋼發(fā)熱較大,甚至發(fā)生不可逆去磁的嚴(yán)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(shí)降低磁鋼的總損耗。綜合以上分析,本文設(shè)計(jì)了一臺(tái)額定功率為1.65MW的永磁發(fā)電機(jī)。這臺(tái)電機(jī)的空載反電勢(shì)諧波畸變率僅為0.7%;無(wú)需斜極斜槽等復(fù)雜工藝,額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)僅為1.2%;短路情況下,永磁磁鋼沒(méi)有發(fā)生不可逆退磁等不良后果。不同轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)的運(yùn)行性能也在本文中進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】：直驅(qū)永磁電機(jī) 分?jǐn)?shù)槽集中繞組 磁鋼渦流損耗 磁鋼分段
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 2 1.5MW永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)電磁參數(shù)的設(shè)計(jì)17-40
• 2.1 分?jǐn)?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(fēng)道對(duì)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(shè)計(jì)25-28
• 2.5 電機(jī)極數(shù)對(duì)電機(jī)性能的影響分析28-32
• 2.6 定子齒寬的設(shè)計(jì)32-33
• 2.7 轉(zhuǎn)子電磁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)33-35
• 2.8 電磁方案設(shè)計(jì)的結(jié)果35-39
• 2.9 本章小結(jié)39-40
• 3 轉(zhuǎn)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(jī)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(duì)其渦流損耗的影響49-52
• 3.6 磁鋼沿圓周方向均等分段對(duì)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(duì)其渦流損耗的影響55-57
• 3.8 本章小結(jié)57-58
• 4 1.5MW永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)電磁性能分析58-73
• 4.1 空載特性分析58-59
• 4.2 額定負(fù)載特性分析59-65
• 4.3 不同運(yùn)行轉(zhuǎn)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(jié)72-73
• 5 總結(jié)與展望73-76
• 5.1 全文總結(jié)73-74
• 5.2 課題展望74-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-84
• 附錄I 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄84

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 周鶚;杜炎森;胡敏強(qiáng);韓亞明;;電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子渦流損耗的有限元分析[J];微特電機(jī);1990年06期

2 王堅(jiān),王友義;利用有限元法計(jì)算電機(jī)鐵芯渦流損耗[J];機(jī)電工程;2002年05期

3 王堅(jiān);基于有限元法的電機(jī)鐵心渦流損耗分析[J];大電機(jī)技術(shù);2004年04期

4 李格;被動(dòng)補(bǔ)償脈沖發(fā)電機(jī)渦流損耗的解析計(jì)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(jì)算及影響因素分析[J];電氣開(kāi)關(guān);2013年04期

6 王群京;湯蘊(yùn)t，

本文編號(hào)：962780