直驅(qū)式風(fēng)力永磁同步發(fā)電機(jī)損耗與發(fā)熱計(jì)算.pdf

1、直驅(qū)式風(fēng)力永磁同步發(fā)電機(jī)（Permanent Magnet Synchronous Generator，PMSG）由風(fēng)力機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，取消了齒輪箱，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。然而，PMSG 通過(guò)全額變頻器與電網(wǎng)連接，變頻器的存在使系統(tǒng)的諧波含量增加，從而導(dǎo)致PMSG的損耗與發(fā)熱增加，其分析與計(jì)算也變得十分復(fù)雜。因此，對(duì)PMSG的損耗和發(fā)熱進(jìn)行深入分析與計(jì)算具有重要意義。
　　 本文依托重慶市自

2、然科學(xué)基金項(xiàng)目《MW級(jí)風(fēng)力PMSG及其系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究》，以1臺(tái)1.5MW的直驅(qū)式風(fēng)力PMSG為例，重點(diǎn)研究變頻器類型及控制參數(shù)對(duì)其損耗和溫度分布的影響。首先，從電磁場(chǎng)基本理論出發(fā)，建立了PMSG的二維場(chǎng)路耦合時(shí)步有限元模型；其次，分析了變頻器的特點(diǎn)，介紹了變頻器控制參數(shù)及其對(duì)諧波的影響；第三，分析了PMSG 定子鐵心、定子繞組和轉(zhuǎn)子永磁體的諧波損耗計(jì)算方法，并根據(jù)所建立的模型，針對(duì)RL負(fù)載、不可控整流器負(fù)載和PWM 整流器負(fù)載，分別

3、計(jì)算了PMSG的定子諧波鐵耗、定子諧波銅耗和轉(zhuǎn)子永磁體損耗，并對(duì)比分析了其變化規(guī)律；第四，分別建立了PMSG的二維熱網(wǎng)絡(luò)模型和二維溫度場(chǎng)有限元模型，并通過(guò)計(jì)算得到了PMSG定轉(zhuǎn)子的溫度分布規(guī)律；最后，討論并總結(jié)了變頻器類型及控制參數(shù)對(duì)PMSG損耗和溫度分布規(guī)律的影響。結(jié)果表明，在額定轉(zhuǎn)速下，對(duì)于帶不可控整流負(fù)載的直驅(qū)式風(fēng)力PMSG來(lái)說(shuō)，定子銅耗最大，轉(zhuǎn)子永磁體損耗次之，定子鐵耗最?。欢鴮?duì)于帶RL負(fù)載和PWM整流器負(fù)載的直驅(qū)式風(fēng)力PMSG