7MW內(nèi)置式永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機關(guān)鍵設(shè)計技術(shù)研究.pdf

1、化石能源的儲量危機及其引起的環(huán)境污染問題促進了新能源技術(shù)的快速發(fā)展。風(fēng)能作為綠色的可再生能源，成為繼火電、水電后的第三大能源，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也是目前最具規(guī)?；_發(fā)和商業(yè)應(yīng)用前景的新能源技術(shù)。發(fā)電機作為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)核心部件，其設(shè)計技術(shù)是促進風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。為進一步提高發(fā)電機的功率密度、效率及可靠性，目前發(fā)電機設(shè)計技術(shù)逐步向大型化和直驅(qū)化發(fā)展。內(nèi)置式永磁電機具有轉(zhuǎn)矩密度大、重量輕、體積小及可靠性高等優(yōu)點，成為提高大型永磁直驅(qū)發(fā)電機

2、的功率密度的一種有效解決方案。本文主要以7MW內(nèi)置式永磁直驅(qū)發(fā)電機為研究對象，對大型內(nèi)置式永磁發(fā)電機的關(guān)鍵設(shè)計技術(shù)進行了深入探究。
　　本文首先對大型內(nèi)置式永磁電機的分析模型和電磁性能進行了深入研究。本文提出了一種內(nèi)置式永磁電機的電感解析模型和計算方法，并對傳統(tǒng)繞組函數(shù)公式進行了補充及修正。針對大型永磁發(fā)電機特殊的性能要求，文章分析和比較了分?jǐn)?shù)槽集中繞組及其拓撲結(jié)構(gòu)的性能，進而選擇出了適用于大型內(nèi)置式永磁直驅(qū)發(fā)電機的繞組型式。本文

3、對分?jǐn)?shù)槽集中繞組大型內(nèi)置式永磁電機的去磁性能及影響參數(shù)進行了深入研究，提出了提高電機抗去磁能力的有效措施。同時，本文也討論了內(nèi)置式永磁電機的電磁力及振動性能，分析了定子開槽磁導(dǎo)、內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、不同分?jǐn)?shù)槽集中繞組槽極配合以及轉(zhuǎn)子偏心對電機電磁力波的影響。研究了大型內(nèi)置式永磁直驅(qū)發(fā)電機一體化綜合設(shè)計的理念和手段。以電機的重量和成本最優(yōu)為設(shè)計目標(biāo)，在保證發(fā)電機輸出性能的基礎(chǔ)上，對關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)進行了優(yōu)化選擇，進而選擇出電機的初步設(shè)計方案。然后

4、結(jié)合大型永磁直驅(qū)電機實際加工制造要求，對初步設(shè)計方案進行了細節(jié)設(shè)計和參數(shù)修正，從而得到較完善的設(shè)計方案。針對電機的設(shè)計方案，本文研究了大型內(nèi)置式永磁直驅(qū)發(fā)電機的電磁性能校核方式。首先對發(fā)電機在額定運行狀態(tài)時的轉(zhuǎn)矩波動、電壓質(zhì)量及功率因數(shù)進行了核算，然后對各種損耗成分進行詳細精確計算，進而核算電機效率和溫升，并保證了電機絕緣及永磁材料的安全性。另外，考慮到實際風(fēng)況是不斷變化的，深入研究了在風(fēng)電系統(tǒng)控制下發(fā)電機的輸出性能。考慮了大型永磁直驅(qū)