軸向充磁式永磁直線發(fā)電機(jī)的研究.pdf

1、近年來，內(nèi)燃機(jī)排放等問題受到了人們的日益重視，可以使用多種清潔能源的斯特林發(fā)電系統(tǒng)受到了國內(nèi)外的關(guān)注。本文所研究的內(nèi)容就是與斯特林發(fā)動機(jī)配套使用的一種永磁直線發(fā)電機(jī)。為滿足特定場合的應(yīng)用要求，本文對軸向充磁式永磁直線發(fā)電機(jī)進(jìn)行了相關(guān)的設(shè)計(jì)、分析、優(yōu)化和實(shí)驗(yàn)工作。
　　本文首先利用有限元軟件Ansoft，根據(jù)要求設(shè)計(jì)了一臺1kW的軸向充磁式永磁直線發(fā)電機(jī)，并對該永磁直線發(fā)電機(jī)動子外徑、永磁體的寬度和高度、電流密度等指標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化，比

2、較了有槽肩結(jié)構(gòu)和無槽肩結(jié)構(gòu)對該永磁直線發(fā)電機(jī)性能的影響。在最后給出了該永磁直線發(fā)電機(jī)的基本性能曲線。
　　分析了永磁直線發(fā)電機(jī)中存在的邊端定位力和齒槽定位力的問題。并給出了邊端力和齒槽力的基本表達(dá)式。根據(jù)邊端力的表達(dá)式，提出了減小邊端力的方法。討論了減小齒槽力的一些基本措施，并指出在選擇減小齒槽力方案的時(shí)候應(yīng)當(dāng)注意的負(fù)面影響。在最后，針對本次設(shè)計(jì)的軸向充磁式永磁直線發(fā)電機(jī)存在的推力波動問題給出了兩種實(shí)用的改進(jìn)方法。
　　由于

3、該永磁直線發(fā)電機(jī)的實(shí)際使用有溫度限制要求，本文利用有限元軟件Ansys對該永磁直線發(fā)電機(jī)進(jìn)行了相關(guān)的溫度場仿真研究。研究結(jié)果表明該永磁直線發(fā)電機(jī)在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的溫度最高點(diǎn)出現(xiàn)在繞組上，發(fā)現(xiàn)其穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的最高溫度在允許范圍內(nèi)。針對實(shí)驗(yàn)中永磁直線發(fā)電機(jī)是由旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動，其運(yùn)動速度為非勻速的情況，本文進(jìn)行了非勻速運(yùn)動的仿真，認(rèn)為非勻速運(yùn)動的情況更接近實(shí)際，更有實(shí)際意義。
　　本文最后設(shè)計(jì)制造了一臺樣機(jī)，進(jìn)行了樣機(jī)的空載和負(fù)載實(shí)驗(yàn)，負(fù)載實(shí)驗(yàn)