永磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、將磁懸浮技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，用磁力軸承替換以往的機(jī)械軸承，不但可以大幅度的降低轉(zhuǎn)子和軸承間的摩擦力、摩擦力矩，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的“輕風(fēng)起動(dòng)、微風(fēng)發(fā)電”，擴(kuò)大風(fēng)力資源的利用率，提高發(fā)電效率，還可以免除以往軸承使用和維護(hù)的高額費(fèi)用，降低風(fēng)力發(fā)電成本，這不僅有利于我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的普及和風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展，而且對(duì)我國(guó)實(shí)施節(jié)能減排工作起著重要的推動(dòng)作用。由此，開(kāi)展磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 隨著磁懸浮技術(shù)的發(fā)

2、展和應(yīng)用，目前主要分為主動(dòng)磁懸浮支承、被動(dòng)磁懸浮支承和混合磁懸浮支承三大懸浮系統(tǒng)。從技術(shù)難度、價(jià)格成本以及維護(hù)困難等方面考慮，在磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中，選用被動(dòng)磁懸浮支承。針對(duì)小型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，研究和設(shè)計(jì)了一種永磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子：徑向方向采用永磁軸承支承，軸向方向靠調(diào)節(jié)徑向永磁軸承內(nèi)外磁環(huán)的軸向偏移來(lái)產(chǎn)生一個(gè)朝后軸端的軸向力，通過(guò)約束主軸軸端的小鋼球來(lái)獲得轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定懸浮。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性對(duì)供電可靠性以及并網(wǎng)穩(wěn)

3、定性有很大影響，由此要求磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)必須具有良好的可靠性和穩(wěn)定性，這就要求永磁軸承具有高的承載力和剛度，由于單對(duì)磁環(huán)構(gòu)成的永磁軸承承載能力有限，本文采用了軸向放置的多環(huán)疊加永磁軸承來(lái)提高其徑向承載力和徑向剛度。以高磁性能NdFeB永磁材料N42M獲得最大磁能積的位置(Bd，Hd)為靜態(tài)工作點(diǎn)，采用磁路計(jì)算和有限元計(jì)算相結(jié)合的方法，對(duì)永磁環(huán)的截面尺寸和永磁軸承磁路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。 在考慮磁環(huán)曲率以及磁化方向的情況下，基于等