永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)不平衡磁拉力及振動(dòng)分析.pdf

1、永磁直驅(qū)式發(fā)電機(jī)是一種由風(fēng)力直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)采用多極電機(jī)與葉輪直接連接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式，免去齒輪箱這一傳統(tǒng)部件。由于齒輪箱是目前在兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)中屬易過(guò)載和過(guò)早損壞率較高的部件，因此，沒(méi)有齒輪箱的直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，具備低風(fēng)速時(shí)高效率、低噪音、高壽命、減小機(jī)組體積、降低運(yùn)行維護(hù)成本等諸多優(yōu)點(diǎn)。
　　本文主要是研究發(fā)電機(jī)在偏心下的非線性磁拉力的計(jì)算，求出偏心不平衡磁拉力對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)定子．轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性影響;并且

2、在非線性系統(tǒng)中，齒槽頻率可能引起的不同共振情況。
　　首先介紹了永磁同步發(fā)電機(jī)的基本原理，主要包括永磁同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特征。根據(jù)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)靜態(tài)氣隙不均勻和動(dòng)態(tài)氣隙不均勻引起的不平衡磁拉力特點(diǎn)進(jìn)行分析。建立在振動(dòng)偏心和質(zhì)量偏心狀態(tài)下，通過(guò)求解氣隙磁導(dǎo)、基波磁動(dòng)勢(shì)和氣隙磁通密度，運(yùn)用Maxwell應(yīng)力法對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子表面進(jìn)行積分，最終得出不平衡磁拉力在水平和豎直方向上的非線性表達(dá)式，并為下面的動(dòng)力學(xué)模型的建立和求解提供有力支持

3、。
　　其次根據(jù)不平衡磁拉力的計(jì)算結(jié)果，應(yīng)用振動(dòng)力學(xué)的理論，將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)分解為水平和豎直兩個(gè)方向，建立出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模型，并列出動(dòng)力學(xué)方程。對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子模型在有無(wú)阻尼和不平衡磁拉力非線性三次方項(xiàng)的三種不同情況的固有頻率進(jìn)行計(jì)算分析，得出不平衡磁拉力轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有頻率的影響;同時(shí)也得到了在非線性振動(dòng)下振幅與固有頻率的關(guān)系。再對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)迫響應(yīng)分析后，研究非線性項(xiàng)對(duì)幅頻曲線的影響。再次，將不平衡磁拉力考慮為非線性彈性力，把