直驅永磁風力發(fā)電機的設計與相關問題研究.pdf

1、隨著社會經濟的快速發(fā)展，人們對能源和化工產品無盡的需求，必然對有限的化石燃料進行大規(guī)模的開發(fā)和利用，未來化石燃料將會走向枯竭，這轉而引起了世界各國對新能源尤其是風能的廣泛關注，期冀能以新能源代替化石燃料的使用。小型直驅永磁風力發(fā)電機作為風能的一種發(fā)電方式，其具有結構簡單、成本低、運行可靠、安裝靈活等優(yōu)點，在偏遠的農牧、孤島等大電網(wǎng)無法到達的地區(qū)具有潛在的使用價值。然而永磁風力發(fā)電機的不可逆退磁及其起動阻力矩的不足影響了其廣泛的推廣與使用

2、。因此，研究小型直驅永磁發(fā)電機對提高風能利用率具有重要意義。
　　本文首先依據(jù)傳統(tǒng)永磁風力發(fā)電機的設計方法確定電機基本參數(shù)，然后在RMxpr軟件中設計發(fā)電機，最后對所設計的發(fā)電機做有限元分析與優(yōu)化設計。論文主要工作如下：
　　首先，通過對電機不同轉子拓撲結構作對比分析，徑向表貼式結構更加適合應用于小型風力發(fā)電系統(tǒng)，因此本文選擇徑向表貼式結構為研究對象，根據(jù)傳統(tǒng)永磁發(fā)電機的計算方法，計算直驅永磁發(fā)電機的基本參數(shù)并在電機設計軟件

3、RMxprt中設計仿真模型；
　　其次，對該永磁風力發(fā)電機主要性能作有限元分析，并就永磁電機在故障情況下可能出現(xiàn)的永磁材料不可逆退磁問題作重點研究。運用外電路控制的方法作三相對稱短路、兩相短路以及單相對地短路的電機故障情況仿真，仿真結果表明三相對稱短路對電機危害最大，如果電機在故障情況發(fā)生時能及時切除故障，永磁材料不會發(fā)生不可逆退磁。
　　最后，針對削弱齒槽轉矩能有效降低直驅永磁風力發(fā)電機起動阻力矩的問題，采用槽極配合法、磁