新型復(fù)合磁路永磁風(fēng)力發(fā)電機的三維性能分析.pdf

1、風(fēng)能是一種綠色無污染的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電已成為新能源發(fā)電技術(shù)中最具大規(guī)模開發(fā)和最有商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。由于永磁發(fā)電機效率高，結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高且可以做到多極低轉(zhuǎn)速，廣泛地為風(fēng)電機組采用，具有很好的應(yīng)用前景。本課題研究主要是以一種新型復(fù)合磁路外轉(zhuǎn)子永磁風(fēng)力發(fā)電機為研究對象，研究其電磁設(shè)計方法、電磁場有限元仿真及三維性能分析，為低風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電技術(shù)提供一定的理論依據(jù)。
　　首先，針對傳統(tǒng)的外轉(zhuǎn)子永磁風(fēng)力發(fā)電機采用場路結(jié)合法進

2、行電磁設(shè)計和研究分析。根據(jù)給定的設(shè)計指標，初步選取電機主要尺寸、電磁負荷參數(shù)、永磁材料和形狀、極槽匹配、繞組形式等結(jié)構(gòu)，通過等效磁路計算定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)和電磁性能參數(shù)；基于RMxprt電機專家設(shè)計軟件的路算完成永磁發(fā)電機的初始計算，進行參數(shù)化分析，研究永磁體磁化方向長度、定子齒寬與磁密分布的關(guān)系曲線，鐵心有效軸長與效率、輸出功率的變化曲線，確定永磁發(fā)電機的初始方案。
　　其次，在Maxwell2D電磁場有限元分析軟件中，建立永磁發(fā)電

3、機模型并對電機內(nèi)部的電磁場進行更為精確的靜態(tài)磁場和瞬態(tài)磁場仿真分析。靜態(tài)磁場中得到磁力線分布圖、磁密云圖及齒槽轉(zhuǎn)矩曲線驗證電機基本電磁性能，瞬態(tài)磁場中分別進行空載、額定負載及短路故障三種工況下的仿真分析，分析永磁發(fā)電機的電樞反應(yīng)情況和不同轉(zhuǎn)速下輸出電壓的變化。二維電磁場仿真分析為復(fù)合磁路結(jié)構(gòu)永磁風(fēng)力發(fā)電機的三維仿真和電磁設(shè)計研究奠定理論基礎(chǔ)。
　　最后，在完成傳統(tǒng)外轉(zhuǎn)子永磁發(fā)電機研究分析的基礎(chǔ)上，進一步改進電機磁路結(jié)構(gòu)，設(shè)計一種新