小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)永磁軸承承載特性研究.pdf

1、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備成本低，無污染，能耗低，結(jié)構(gòu)靈活多樣，安裝使用及維護(hù)十分簡便，故小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)特別適合于解決廣大無法架設(shè)輸電線的偏遠(yuǎn)牧區(qū)、山區(qū)、海島、邊防哨所、氣象臺(tái)站、中轉(zhuǎn)臺(tái)站以及作為一種景觀安裝應(yīng)用于路燈、草坪燈、公園、別墅等的用電問題。由于傳統(tǒng)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動(dòng)阻力矩大，起動(dòng)風(fēng)速在3.5m/s以上，發(fā)電風(fēng)速必須達(dá)到4.2m/s，無法開發(fā)利用國內(nèi)廣大地區(qū)的低風(fēng)速資源。因此，小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)低風(fēng)速發(fā)電技術(shù)難點(diǎn)是迫切需要解決的問題。

2、 本文提出將磁懸浮技術(shù)應(yīng)用于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，采用永磁軸承替代機(jī)械軸承，從根本上消除機(jī)械軸承間摩擦力，從而降低小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)阻力矩。 永磁軸承是利用永磁材料產(chǎn)生的磁場力將轉(zhuǎn)軸懸浮起來的磁浮軸承。由于它具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、無接觸、無磨損、能耗低、噪聲小、壽命長、高可靠性、無需潤滑、無油污染等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，被公認(rèn)為極有前途的新型軸承。因此，對其承載特性進(jìn)行研究就顯得越來越重要。 根據(jù)國內(nèi)外對

3、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)與永磁軸承研究進(jìn)展情況，以及針對實(shí)驗(yàn)室第一輪設(shè)計(jì)的磁懸浮水平軸小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)所出現(xiàn)的不足，本文以磁懸浮小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)為研究對象，對以下問題進(jìn)行了研究： 1.將主動(dòng)、被動(dòng)（永磁）、混合、超導(dǎo)磁懸浮支承作對比，采用永磁懸浮支承，然后設(shè)計(jì)出五種永磁軸承支承小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)方案，并分析了各自的利弊； 2.研究了永磁軸承的基本結(jié)構(gòu)、分類、工作原理以及材料的選擇，給出軸向平行磁化的徑向永磁軸承的承載力數(shù)學(xué)模型，

4、然后分別研究磁環(huán)軸向平行磁化，磁環(huán)軸向疊加和徑向疊加的徑向永磁軸承的承載特性，最后分別將29°旋轉(zhuǎn)磁化與軸向平行磁化時(shí)，磁環(huán)軸向疊加徑向永磁軸承徑向剛度做了對比； 3.從磁環(huán)的充磁情況、磁環(huán)厚度以及利用ANSYS數(shù)值計(jì)算得到的永磁軸承的軸向偏移位移與徑向力關(guān)系三個(gè)方面，分析第一輪設(shè)計(jì)的磁懸浮小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)試驗(yàn)裝置存在的不足，然后找到導(dǎo)致試驗(yàn)裝置轉(zhuǎn)軸不能穩(wěn)定懸浮的原因，最后提出試驗(yàn)裝置的改進(jìn)措施； 4.根據(jù)本文的研究結(jié)論，