100kW混合勵磁永磁同步風力發(fā)電機的設計與研究.pdf

1、混合勵磁電機與永磁同步電機以及電勵磁同步電機結構不同。該結構類型的電機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調磁容量小和永磁電機效率高的優(yōu)點,而且又克服了永磁電機氣隙磁密調節(jié)難的缺陷,具有較大的推廣應用價值。
　　 本課題的研究內容主要有三個部分:變速恒壓技術、減小起動阻力矩技術和提高電機效率。相對應的技術難點分別是磁路結構比較復雜、永磁體所帶來的齒槽轉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。
　　 針對該磁路結構的電機提出永磁體磁路與電勵磁磁路設計的理論依據(jù),并據(jù)此完成詳細的方案設計。對于該樣機的設計,首先從繞組因數(shù)、齒槽轉矩、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槽三種方案進行比較。通過對三種方案在固有電壓調整率、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計等。對于本文所采用的準閉口槽結構及模塊化結構也做了一定的闡述。在給出電機各部分詳細尺寸的基礎上,運用Ansoft有限元軟件建模,進行了靜磁場、瞬態(tài)場和外電路的場算分析,以驗證設計的合理性。
　　 隨后依據(jù)所設計的100kW混合勵磁永磁同步風力發(fā)電機,制造了樣機,并對其進行了系統(tǒng)的試驗分析。通過對樣機的試驗數(shù)據(jù)分析,與磁路計算及有限元仿真結果基本一致,從實踐上驗證了等效