【摘要】：隨著能源與環(huán)境問題的日益突出,大力發(fā)展清潔能源成為世界各國的戰(zhàn)略選擇。風能因其清潔高效的優(yōu)點成為新能源的主力軍之一。永磁直驅(qū)風力發(fā)電機省掉了故障率高的傳動齒輪箱,從而減小了風機的維護成本,提高了風電系統(tǒng)的可靠性。風力發(fā)電的背景和前景是本課題的選題意義。闡述了永磁同步發(fā)電機的不同分類的優(yōu)缺點后,本文選擇了徑向表貼式結構作為發(fā)電機的基本結構。根據(jù)電機設計的基本理論,本文完成了160kw永磁直驅(qū)風力發(fā)電機的初始電磁設計方案。為了優(yōu)化永磁直驅(qū)風力發(fā)電機的起動阻力矩,提高風能利用率,本文提出了磁極分組偏移的新方法來削弱表貼式永磁電機的齒槽轉(zhuǎn)矩;透徹分析齒槽轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生原理后,給出了此種偏移方法的偏移角度計算公式;并用Maxwell的參數(shù)化分析模塊驗證了所給磁極偏移角度計算公式的正確性;總結了分組數(shù)選取的規(guī)律,并通過對樣機不同分組數(shù)的有限元仿真驗證了規(guī)律的正確性;結果表明,此種偏移方法可以簡潔有效的削弱永磁電機的齒槽轉(zhuǎn)矩。齒槽轉(zhuǎn)矩優(yōu)化完成后,本文克服了傳統(tǒng)有限元優(yōu)化電機時周期長的缺點,采用遺傳算法,以發(fā)電機的效率、功率因數(shù)和經(jīng)濟性為多元目標函數(shù),對發(fā)電機的其他參數(shù)進行優(yōu)化,編寫了Matlab遺傳算法程序,分析了優(yōu)化前后的設計方案。最后,本文對優(yōu)化完成的發(fā)電機方案進行了運行特性仿真和樣機實驗,仿真和實驗結果均驗證了本文設計方案的合理性。
[Abstract]:With the increasingly prominent problems of energy and environment, the development of clean energy has become the strategic choice of all countries in the world. Wind energy has become one of the main forces of new energy because of its clean and efficient advantages. The permanent magnet direct drive wind turbine saves the transmission gearbox with high failure rate, thus reducing the maintenance cost of the fan and improving the reliability of the wind power system. The background and prospect of wind power generation is the significance of this topic. After expounding the advantages and disadvantages of different classification of permanent magnet synchronous generator (PMSM), the radial table structure is selected as the basic structure of PMSM. According to the basic theory of motor design, the initial electromagnetic design scheme of 160kw permanent magnet direct drive wind turbine is completed in this paper. In order to optimize the starting resistance torque of permanent magnet direct drive wind turbine and improve the utilization rate of wind energy, a new method of magnetic pole packet migration is proposed to weaken the slot torque of meter-mounted permanent magnet motor. After thoroughly analyzing the generating principle of slot torque, the formula for calculating the offset angle of this migration method is given, and the correctness of the formula for calculating the offset angle of magnetic pole is verified by the parametric analysis module of Maxwell. The law of grouping number selection is summarized, and the correctness of the law is verified by finite element simulation of different grouping numbers of the prototype. The results show that this migration method can reduce the slot torque of permanent magnet motor succinctly and effectively. After the optimization of slot torque, this paper overcomes the disadvantage of long period of traditional finite element optimization of motor. Genetic algorithm is used to optimize the other parameters of generator, taking the efficiency, power factor and economy of generator as multivariate objective function. The program of Matlab genetic algorithm is compiled, and the design scheme before and after optimization is analyzed. Finally, the operation characteristic simulation and prototype experiment of the optimized generator scheme are carried out, and the rationality of the design scheme is verified by the simulation and experimental results.
【學位授予單位】：上海電機學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM315

【參考文獻】

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本文編號：2485711