5MW永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、風(fēng)能是一種儲(chǔ)量豐富、近乎無(wú)盡、分布廣泛的清潔、安全、可再生能源，隨著化石能源的逐漸枯竭，其受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注，并在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域有著長(zhǎng)足的發(fā)展，取得了令人矚目的成果。近年來(lái)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)正朝著永磁化和單機(jī)容量大型化發(fā)展，而且對(duì)運(yùn)行性能的要求越來(lái)越高。本文針對(duì)5MW永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)要求，完成了對(duì)電機(jī)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，并對(duì)其電磁性能進(jìn)行了分析和驗(yàn)證，主要工作如下:
　　1、根據(jù)設(shè)計(jì)要求，完成對(duì)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的選型，確定其基

2、本磁路，即采用徑向內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。從已知電機(jī)技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)原理出發(fā)，確定了電機(jī)的主要尺寸，如定子內(nèi)外徑、電機(jī)軸向長(zhǎng)度等。通過(guò)對(duì)電機(jī)的一些關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和參數(shù)如定子槽、電樞繞組、氣隙長(zhǎng)度、永磁體以及隔磁措施等進(jìn)行分析和仿真，得到了5MW永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)基本設(shè)計(jì)方案。
　　2、永磁電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中存在轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，并且伴隨著振動(dòng)和噪聲，其產(chǎn)生的主要原因之一就是永磁體和開(kāi)槽電樞之間相互作用而產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩。在高性能永磁電機(jī)設(shè)計(jì)中，必須對(duì)齒槽轉(zhuǎn)

3、矩加以削弱。本文通過(guò)對(duì)電機(jī)模型進(jìn)行等效和假設(shè)，結(jié)合能量法和傅里葉變換對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了解析分析并得到了其一般表達(dá)式。通過(guò)解析式分析了齒槽轉(zhuǎn)矩的變化規(guī)律和影響齒槽轉(zhuǎn)矩的主要因素。針對(duì)本文電機(jī)，分別分析了改變槽口寬、改變極弧系數(shù)、改變氣隙比以及轉(zhuǎn)子靜態(tài)偏心等對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響，并通過(guò)有限元仿真進(jìn)行了對(duì)比和驗(yàn)證，為電機(jī)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化提供了依據(jù)。
　　3、通過(guò)對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定了最終設(shè)計(jì)方案，并利用AnsoftMaxwell有限元仿真