100kW混合勵磁永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計與研究.pdf

1、混合勵磁電機(jī)與永磁同步電機(jī)以及電勵磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)不同。該結(jié)構(gòu)類型的電機(jī)上既有永磁體又有電勵磁繞組,兩個磁動勢源同時存在。它不僅具有電勵磁電機(jī)調(diào)磁容量小和永磁電機(jī)效率高的優(yōu)點,而且又克服了永磁電機(jī)氣隙磁密調(diào)節(jié)難的缺陷,具有較大的推廣應(yīng)用價值。
　　 本課題的研究內(nèi)容主要有三個部分:變速恒壓技術(shù)、減小起動阻力矩技術(shù)和提高電機(jī)效率。相對應(yīng)的技術(shù)難點分別是磁路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、永磁體所帶來的齒槽轉(zhuǎn)矩問題以及銅耗對效率的影響,本課題對此提出了

2、解決方案。
　　 針對該磁路結(jié)構(gòu)的電機(jī)提出永磁體磁路與電勵磁磁路設(shè)計的理論依據(jù),并據(jù)此完成詳細(xì)的方案設(shè)計。對于該樣機(jī)的設(shè)計,首先從繞組因數(shù)、齒槽轉(zhuǎn)矩、定子磁動勢諧波、不對稱徑向磁拉力、容錯能力和渦流損耗等方面介紹了極槽配合的選取。而后主要針對40極42槽、40極45槽和40極48槽三種方案進(jìn)行比較。通過對三種方案在固有電壓調(diào)整率、效率、穩(wěn)壓特性、有效材料使用量等各種性能的比較,最終選擇了40極45槽。在電機(jī)的主要尺寸方面,主要介

3、紹了永磁體、定子背軛、氣隙、計算極弧系數(shù)的確定以及電勵磁的設(shè)計等。對于本文所采用的準(zhǔn)閉口槽結(jié)構(gòu)及模塊化結(jié)構(gòu)也做了一定的闡述。在給出電機(jī)各部分詳細(xì)尺寸的基礎(chǔ)上,運用Ansoft有限元軟件建模,進(jìn)行了靜磁場、瞬態(tài)場和外電路的場算分析,以驗證設(shè)計的合理性。
　　 隨后依據(jù)所設(shè)計的100kW混合勵磁永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī),制造了樣機(jī),并對其進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗分析。通過對樣機(jī)的試驗數(shù)據(jù)分析,與磁路計算及有限元仿真結(jié)果基本一致,從實踐上驗證了等效