小型永磁風力發(fā)電機的優(yōu)化設計和齒槽轉矩分析.pdf

1、隨著世界各國對可再生能源開發(fā)和利用的重視，風力發(fā)電越來越受到人們的廣泛關注，在風力發(fā)電機組中，永磁同步發(fā)電機所占的比重越來越大。永磁電機的永磁體和有槽鐵心之間相互作用會產生齒槽轉矩，導致轉矩脈動，引起振動和噪聲，從而影響電機的性能。在永磁風力發(fā)電機及其系統的設計中，齒槽轉矩是最需要考慮的重要問題之一。
　　本文以風光互補系統中廣泛使用的外轉子永磁風力發(fā)電機為研究對象，開展小型永磁風力發(fā)電機的優(yōu)化設計和削弱齒槽轉矩方法的研究，論文的

2、主要工作和創(chuàng)新點如下:
　　1.依據同步發(fā)電機運行原理，進行永磁風力發(fā)電機的電樞反應分析;根據傳統電機的設計理論進行永磁風力發(fā)電機的電磁設計，并引入繞組理論，分析分數槽永磁風力發(fā)電機的繞組磁勢諧波。
　　2.利用有限元理論建立永磁風力發(fā)電機的三維電磁模型，分析永磁風力發(fā)電機的電磁性能和運行特性;研究基于混沌優(yōu)化算法的永磁風力發(fā)電機優(yōu)化技術，并對優(yōu)化結果進行了可靠性驗證。
　　3.對永磁風力發(fā)電機的齒槽轉矩開展研究:基于

3、能量法和傅里葉分解，推導永磁電機齒槽轉矩的表達式;分析斜槽、定子齒開輔助槽、不等槽口寬配合、永磁體極弧系數、磁極分段以及磁極偏移對齒槽轉矩的影響。
　　4.提出一種定子槽開輔助齒的永磁風力發(fā)電機定子結構，通過推導每i個槽開一個輔助齒的傅里葉分解系數解析表達式，重點研究輔助齒分布對齒槽轉矩的影響;結合小型永磁風力發(fā)電機模型及參數，定量研究輔助齒寬度對齒槽轉矩的影響，并得到最優(yōu)化輔助齒寬度下的齒槽轉矩;引入輔助齒高度與定子齒高度比k，