并列結(jié)構(gòu)混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的有限元設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、由于永磁電機(jī)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)困難，本文提出了一種新型并列結(jié)構(gòu)混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)，永磁部分和電勵(lì)磁部分并列安裝，兩部分定子鐵心相互獨(dú)立但共用一套定子繞組，因此磁路上的耦合關(guān)系非常小可忽略不計(jì)，永磁感應(yīng)電勢(shì)和電勵(lì)磁感應(yīng)電勢(shì)在定子繞組里進(jìn)行疊加，通過(guò)調(diào)節(jié)電勵(lì)磁部分的勵(lì)磁電流來(lái)控制電勵(lì)磁感應(yīng)電勢(shì)從而調(diào)節(jié)混合勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)的輸出電壓。
　　本文按照混合勵(lì)磁電機(jī)的特點(diǎn)將研究?jī)?nèi)容分為永磁部分和電勵(lì)磁部分，其中對(duì)永磁部分主要進(jìn)行轉(zhuǎn)子磁極優(yōu)化，將田口方法與

2、不均勻氣隙法相結(jié)合，在考慮定子斜槽的情況下對(duì)內(nèi)置“V”型轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)磁密波形進(jìn)行優(yōu)化，并與遺傳算法優(yōu)化得到的永磁部分電機(jī)的性能進(jìn)行對(duì)比。
　　首先，以空載氣隙磁密諧波含量(THD)及空載氣隙磁密基波幅值(Bm(l))為約束條件，對(duì)6種轉(zhuǎn)子磁鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，最終選定4極內(nèi)置V型轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu);然后，采用田口方法結(jié)合不均勻氣隙法，通過(guò)電磁場(chǎng)有限元計(jì)算，對(duì)4極內(nèi)置V型轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu)進(jìn)行多變量?jī)?yōu)化，優(yōu)化結(jié)果THD=4.54％，Bml

3、=0.789T。在該最優(yōu)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上采用遺傳算法進(jìn)行分析，結(jié)果表明田口方法更為精確、方便;最后，在計(jì)及定子斜槽時(shí)計(jì)算最優(yōu)結(jié)構(gòu)的線電勢(shì)中的諧波含量?jī)H為1.25％。
　　在現(xiàn)有樣機(jī)的基礎(chǔ)上，采用時(shí)步有限元法，在計(jì)及定子斜槽條件下，對(duì)非導(dǎo)磁螺釘安裝和綁扎式安裝的表面磁鋼永磁同步發(fā)電機(jī)的氣隙磁密、空載感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)以及齒槽轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了詳細(xì)分析。與綁扎式固定方式相比，非導(dǎo)磁螺釘所在截面的氣隙磁密諧波含量較明顯，7次諧波含量由11.7％增加至38.8