【摘要】：與傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電裝置相比,基于磁齒輪傳動(dòng)的Halbach磁齒輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將Halbach磁場(chǎng)調(diào)制式磁性齒輪應(yīng)用到風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中,用來改善傳統(tǒng)風(fēng)電系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)和風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速不相匹配的問題,這種結(jié)構(gòu)不僅使整個(gè)風(fēng)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化,同時(shí)還彌補(bǔ)了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電裝置因使用機(jī)械齒輪增速箱所帶來的一些不足之處,也使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行更加高效和穩(wěn)定。結(jié)合磁場(chǎng)調(diào)制式磁性齒輪的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),本文設(shè)計(jì)了一種新型的Halbach磁齒輪風(fēng)力發(fā)電機(jī),在此基礎(chǔ)上對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)和特性進(jìn)行了分析研究。首先,分析了Halbach陣列的基本結(jié)構(gòu)及其相關(guān)工作原理。并通過有限元法對(duì)其與傳統(tǒng)徑向充磁方式進(jìn)行比較,繼而得出Halbach陣列的優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)有限元法進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹,為本文輸出轉(zhuǎn)矩以及電磁場(chǎng)的分析計(jì)算打下基礎(chǔ),同時(shí)還簡(jiǎn)要的介紹了本文所使用的有限元電磁場(chǎng)分析軟件JMAG。其次,設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的Halbach磁齒輪風(fēng)力發(fā)電機(jī),通過對(duì)所設(shè)計(jì)電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,并分析其結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩以及反電勢(shì)產(chǎn)生的影響,同時(shí)對(duì)電機(jī)的定子部分進(jìn)行了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì),然后利用有限元電磁場(chǎng)分析軟件JMAG對(duì)該電機(jī)的各個(gè)參數(shù)模型進(jìn)行建模仿真,對(duì)比分析各個(gè)參數(shù)模型的仿真結(jié)果,并從中選取最優(yōu)結(jié)果作為所設(shè)計(jì)電機(jī)的最佳配比。然后,在Halbach磁性齒輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,最后確定該電機(jī)的結(jié)構(gòu)及其幾何參數(shù),并通過有限元電磁場(chǎng)分析元件JMAG對(duì)所設(shè)計(jì)電機(jī)進(jìn)行建模仿真,主要是對(duì)該電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)、靜態(tài)轉(zhuǎn)矩、穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩、齒槽轉(zhuǎn)矩以及反電勢(shì)進(jìn)行探討。最后,以節(jié)約電機(jī)制造成本提升其永磁體利用率為前提,以原始設(shè)計(jì)的電機(jī)為模板,提出了幾種永磁體用量?jī)?yōu)化的Halbach磁性齒輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu),對(duì)比于原始Halbach磁性齒輪風(fēng)力發(fā)電機(jī),指出優(yōu)化的Halbach磁性齒輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有一定的研究?jī)r(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM315

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2555403