永磁發(fā)電機(jī)優(yōu)化仿真設(shè)計(jì)的研究.pdf

1、近年來隨著永磁材料強(qiáng)磁性能的不斷提升和材料價(jià)格的不斷降低，加上永磁發(fā)電機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)，越來越多的領(lǐng)域應(yīng)用了永磁發(fā)電機(jī)。永磁發(fā)電機(jī)具有體積小，損耗低，效率高等優(yōu)點(diǎn)，在節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)日益受到重視的今天，對(duì)其研究就顯得非常必要。但是永磁發(fā)電機(jī)輸出電壓的不穩(wěn)定性限制了其應(yīng)用范圍，為了解決永磁發(fā)電機(jī)輸出電壓的不穩(wěn)定性，人們大多數(shù)從電機(jī)本體和外部電力電子電路兩方面來研究。
　　 本研究對(duì)稀土永磁同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并結(jié)

2、合實(shí)際情況選取了發(fā)電機(jī)的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子采用了徑向勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，使得發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列得更緊湊。永磁材料采用稀土釹鐵硼，該材料具有高磁能積、高剩磁感應(yīng)強(qiáng)度、高矯頑力、去磁曲線為直線等優(yōu)點(diǎn)。
　　 本研究從永磁發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理出發(fā)，分析影響電機(jī)輸出電壓的內(nèi)部因素，即電樞反應(yīng)。為了減小電樞反應(yīng)對(duì)發(fā)電機(jī)輸出電壓的影響，先優(yōu)化電機(jī)定子齒部的磁密工作點(diǎn)和電機(jī)結(jié)構(gòu)，再優(yōu)化電機(jī)的氣隙值，最終得到了合適的電機(jī)參數(shù)，穩(wěn)定了永磁發(fā)電機(jī)的輸出電

3、壓，提高了永磁發(fā)電機(jī)的性能，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍，并為今后優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了方法參考。
　　 本研究以有限元分析軟件Ansoft12.1為基礎(chǔ)對(duì)永磁發(fā)電機(jī)構(gòu)建了幾何模型和二維模型，并在二維模型模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了瞬態(tài)場(chǎng)仿真計(jì)算，仿真結(jié)果和實(shí)際運(yùn)行結(jié)果吻合，表明可以借助有限元仿真的方法對(duì)電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過瞬態(tài)場(chǎng)計(jì)算結(jié)果能直觀地看到磁力線和磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布情況，和電樞反應(yīng)對(duì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的影響，并以次為依據(jù)確定了發(fā)電機(jī)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)參數(shù)及所用材