【摘要】：永磁同步發(fā)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、效率高、可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn),在航空航天設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。為了進(jìn)一步提高航空電源系統(tǒng)可靠性,將余度技術(shù)應(yīng)用到永磁同步發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)雙余度永磁同步發(fā)電機(jī),與三相永磁同步發(fā)電機(jī)相比,一臺(tái)雙余度永磁同步發(fā)電機(jī)可以同時(shí)為兩臺(tái)用電設(shè)備供電,優(yōu)化系統(tǒng)空間的同時(shí)提供電源備份的功能,可以保證重要設(shè)備的供電。文章根據(jù)余度永磁同步發(fā)電機(jī)的特點(diǎn),對(duì)余度永磁同步發(fā)電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)及設(shè)計(jì)方法進(jìn)行深入研究。在設(shè)計(jì)三相永磁同步發(fā)電機(jī)模型基礎(chǔ)上,對(duì)電機(jī)繞組重新分配為雙三相結(jié)構(gòu),兩套三相繞組單獨(dú)與整流器連接構(gòu)成雙余度永磁同步發(fā)電機(jī),設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)對(duì)繞組結(jié)構(gòu)的不同布置方式進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明雙余度永磁同步發(fā)電機(jī)采用半球分布雙層繞組的布置方式在保證輸出性能的同時(shí),兩套繞組間耦合最少,故障情況下兩套繞組間相互影響最小,對(duì)提升電機(jī)可靠性有積極作用。為進(jìn)一步提升電機(jī)性能,采用遺傳蟻群優(yōu)化算法對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。研究遺傳蟻群算法的參數(shù)選取方法,并編寫算法程序,采用該優(yōu)化算法尋找已知函數(shù)的最小值,結(jié)果表明遺傳蟻群優(yōu)化算法具有很好的尋優(yōu)能力,將優(yōu)化算法應(yīng)用到電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)中,以提高電機(jī)效率、降低電機(jī)重量、降低短路電流為目標(biāo),以主要電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)為優(yōu)化變量編寫優(yōu)化程序,得到一組優(yōu)化后的電磁方案,仿真分析優(yōu)化前后電機(jī)輸出性能,結(jié)果表明經(jīng)過(guò)優(yōu)化電機(jī)性能得到了提升。針對(duì)雙余度永磁同步發(fā)電機(jī)可靠性高,壽命長(zhǎng)的特點(diǎn),對(duì)電機(jī)的加速壽命試驗(yàn)進(jìn)行研究。根據(jù)電機(jī)的失效模式及失效機(jī)理,列寫航天發(fā)電機(jī)故障樹,確定電機(jī)的薄弱環(huán)節(jié),分析表明電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中主要故障發(fā)生在定子絕緣上,以工作環(huán)境溫度、運(yùn)行轉(zhuǎn)速、輸出電壓三個(gè)對(duì)絕緣壽命影響較大的應(yīng)力作為加速應(yīng)力,建立雙余度永磁同步發(fā)電機(jī)的多應(yīng)力加速壽命分布模型,研究加速應(yīng)力數(shù)值的選取方法,制定加速壽命試驗(yàn)方案,并對(duì)電機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)分析,試驗(yàn)結(jié)果和分析結(jié)果一致。
【圖文】：

圖 2.2 余度發(fā)電機(jī)電磁部分結(jié)構(gòu)g. 2.2 Electromagnetic structure of redundant gener 2.2 所示。表 2.2 10 極 12 槽永磁同步發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)rameters of 10-pole 12-slot permanent magnet sync值 電機(jī)參數(shù) 6 定子外徑/mm 10 定子內(nèi)徑/mm 12 氣隙長(zhǎng)度/mm 75% 鐵心軸長(zhǎng)/mm 中建模，鐵心硅鋼片采用 M19/24G，永磁00r/min，定子繞組均分為兩套三相繞組 J載提供直流電，J1 套繞組外部整流電路 J1 相同。

對(duì)兩種電機(jī)進(jìn)行空載分析，圖2.4 為兩種分布方式下電機(jī)空載磁場(chǎng)分布圖，其中 a 為單層繞組，b 為雙層繞組，從圖2.4 中可以看出在空載情況下兩種電機(jī)的磁場(chǎng)分布基本方式一致。a 單層繞組發(fā)電機(jī)空載磁場(chǎng)分布 b 雙層繞組發(fā)電機(jī)空載磁場(chǎng)分布圖 2.4 采用不同繞組時(shí)發(fā)電機(jī)空載磁場(chǎng)分布Fig. 2.4 No-load magnetic field distribution of generator with different windings圖 2.5 為兩種分布方式下空載反電勢(shì)波形圖，圖 2.6 為反電勢(shì)波形頻譜分析結(jié)果。圖 2.5 不同分布方式下電機(jī)反電勢(shì)波形Fig. 2.5 Back EMF waveform of motor in different distribution mode圖 2.6 不同分布方式下空載反電勢(shì)頻譜分析Fig. 2.6 Spectrum analysis of no-load back-EMF under different distribution modes從圖 2.6 中可以看出，單雙層繞組分布方式的反電勢(shì)基波幅值分別為 316.72V 和305.93V，波形畸變率分別為 0.93%和 0.86%。單層繞組分布方式的反電勢(shì)基波幅值及波形畸變率較雙層繞組分布方式高，，這是因?yàn)閱螌臃植季哂休^大的繞組系數(shù)，電機(jī)極槽配合相同時(shí)，采用單層繞組的繞組系數(shù)與采用雙層繞組的繞組系數(shù)比為 1.035。對(duì)電機(jī)互感進(jìn)行研究
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM341

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李昊;楊靜;劉宇航;王超;陸言洲;;盤式永磁同步發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)及輸出特性分析[J];重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué));2016年12期

2 夏云;摩托車用三相永磁同步發(fā)電機(jī)的分析和設(shè)計(jì)(1)[J];微電機(jī)(伺服技術(shù));2001年02期

3 唐任遠(yuǎn);陳義成;耿連發(fā);;可變?nèi)莶罘ǖ母倪M(jìn)及其在稀土永磁同步發(fā)電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);1987年03期

4 謝軍;蔣宗榮;李鐘明;;強(qiáng)迫通風(fēng)稀土永磁同步發(fā)電機(jī)熱場(chǎng)的邊界條件[J];微電機(jī);1989年02期

5 ;TFY型永磁同步發(fā)電機(jī)[J];技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息;1989年06期

6 劉劍;楊貴杰;高宏偉;周長(zhǎng)攀;;雙三相永磁同步發(fā)電機(jī)的矢量控制與數(shù)字實(shí)現(xiàn)[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2013年04期

7 夏非;范莉;王紹夫;;永磁同步發(fā)電機(jī)分岔及雙參數(shù)特性分析[J];電源技術(shù);2012年12期

8 朱詩(shī)順;楊春寶;李建文;朱道偉;;混合勵(lì)磁永磁同步發(fā)電機(jī)等效磁路分析研究[J];防爆電機(jī);2009年04期

9 吳亞麟;;稀土永磁同步發(fā)電機(jī)電輔助復(fù)合勵(lì)磁系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J];電氣技術(shù);2008年09期

10 金萬(wàn)兵,張東,安忠良,許家群,唐任遠(yuǎn);混合勵(lì)磁永磁同步發(fā)電機(jī)的分析與設(shè)計(jì)研究[J];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2004年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 寧世國(guó);葉林;;永磁同步發(fā)電機(jī)建模與運(yùn)行特性研究[A];紀(jì)念中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)成立30周年暨中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)（CSAE 2009）論文集[C];2009年

2 何東霞;黃守道;;盤式永磁同步發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)研究[A];第十屆中國(guó)小電機(jī)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

3 陳堂賢;謝波;楊孔;王仁明;;風(fēng)力永磁同步發(fā)電機(jī)組的滑�？刂芠A];第二十七屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2008年

4 魏錕;王東;余錫文;;多相整流永磁同步發(fā)電機(jī)交流側(cè)外特性研究[A];中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)大電機(jī)專業(yè)委員會(huì)2014年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

5 張智軼;金釗;敖衛(wèi)東;陳洪文;;永磁同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)研究[A];重慶市電機(jī)工程學(xué)會(huì)2010年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

6 薛玉石;韓力;李輝;李景燦;;MW級(jí)風(fēng)力永磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的成本比較[A];四川省電工技術(shù)學(xué)會(huì)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

7 夏永洪;黃劭剛;;混合磁極式的混合勵(lì)磁永磁同步發(fā)電機(jī)仿真[A];2013年江西省電機(jī)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2013年

8 王亮;邢作霞;郭立立;;風(fēng)力發(fā)電機(jī)無(wú)速度傳感器控制技術(shù)研究[A];第十四屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2017年

9 劉宇;滕云;;基于無(wú)差拍預(yù)測(cè)的機(jī)側(cè)變流器控制策略研究[A];第十六屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2019年

10 周謙;李建林;李亞西;劉劍;趙斌;;直驅(qū)式變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)比分析[A];2006中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 彭亮文;稀土永磁同步發(fā)電機(jī)通過(guò)技術(shù)鑒定[N];科技日?qǐng)?bào);2000年

2 記者　董山峰、李海秀;我國(guó)可望掀起一場(chǎng)“電機(jī)革命”[N];光明日?qǐng)?bào);2002年

3 廖云嵐;兩位普通市民自制高效率發(fā)電機(jī)[N];福州日?qǐng)?bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 竇一平;組合勵(lì)磁稀土永磁同步發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)研究[D];南京航空航天大學(xué);2002年

2 張?jiān)嚼?變速永磁同步發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];湖南大學(xué);2016年

3 郭磊磊;大功率永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

4 白]儒;無(wú)源自適應(yīng)MPPT離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 葛俊旭;兆瓦級(jí)垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

6 劉偉亮;錐形永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

7 莊凱;直驅(qū)永磁同步風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)變換器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2012年

8 李瑞;永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電變流器的并聯(lián)運(yùn)行研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 甘志偉;采用PWM整流的寬轉(zhuǎn)速范圍永磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)壓控制研究[D];浙江大學(xué);2019年

2 張永勝;余度永磁同步發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化及加速壽命試驗(yàn)研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2019年

3 夏之慧;6MW永磁同步發(fā)電機(jī)流體流動(dòng)及傳熱特性分析[D];哈爾濱理工大學(xué);2018年

4 李慧勇;加載用高速永磁同步發(fā)電機(jī)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

5 鄒娟;SVPWM調(diào)制策略下永磁同步發(fā)電機(jī)的損耗分析[D];湖南大學(xué);2016年

6 曹曦元;變速永磁同步發(fā)電系統(tǒng)控制策略研究[D];湖南大學(xué);2017年

7 宋廣興;PWM整流器控制下永磁同步發(fā)電機(jī)電流諧波分析[D];湖南大學(xué);2017年

8 王亞辰;軸向磁通永磁同步發(fā)電機(jī)的特性分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];河南理工大學(xué);2017年

9 張邵波;低速永磁同步發(fā)電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及特性分析[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

10 王惠軍;混合勵(lì)磁永磁同步發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2617187