表貼式永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、風(fēng)力由于其儲(chǔ)量大、無(wú)污染、可再生而成為新能源的主要形式之一，其在中國(guó)、美國(guó)、丹麥等世界各國(guó)都得到了迅速的發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電機(jī)作為風(fēng)力發(fā)電的核心組件之一也成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。研制高效率、高功率密度、高可靠性、低成本的新一代風(fēng)力發(fā)電機(jī)將有利于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)性能的提升和成本的降低，進(jìn)而促進(jìn)風(fēng)電的推廣和能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。
　　目前風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)廣泛采用齒輪變速箱與雙饋異步電機(jī)相結(jié)合的拓?fù)洹＿@種拓?fù)潆m然造價(jià)低，但是控制復(fù)雜，故障率高，且效率偏低。而

2、應(yīng)用永磁同步發(fā)電機(jī)的直驅(qū)型拓?fù)淙∠她X輪箱等機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，大大地提高了系統(tǒng)的可靠性；同時(shí)，永磁電機(jī)相較于感應(yīng)電機(jī)還有功率密度大，效率高等優(yōu)點(diǎn)?；谝陨显?，永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)正得到越來(lái)越多的應(yīng)用，象征著未來(lái)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
　　本文利用磁路模型分析方法和有限元分析方法對(duì)表貼式永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行電磁設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和運(yùn)行特性計(jì)算。永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速低，極數(shù)高，極數(shù)可以在一個(gè)較寬的范圍內(nèi)選?。灰虼吮疚氖紫仍敿?xì)分析

3、了極數(shù)對(duì)于電機(jī)功率密度、功率因數(shù)和永磁體抗去磁能力等電機(jī)主要性能的影響以及如何通過(guò)選取合適的極數(shù)來(lái)提升電機(jī)整體性能。針對(duì)課題中1.1MW永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，本文利用SPEED電機(jī)磁路分析軟件對(duì)電機(jī)的極數(shù)、磁體材料和齒部寬度等結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，在保證電機(jī)輸出能力和性能的同時(shí)大幅降低了電機(jī)所使用的材料重量和成本。最后，本文利用MAXWELL電機(jī)電磁有限元分析軟件對(duì)優(yōu)化后的1.1MW電機(jī)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了建模和仿真，獲得了其在空載、額