發(fā)布時間：2021-02-03 18:05

　　近些年環(huán)境污染問題嚴(yán)重,迫切的需要新能源技術(shù)解決,風(fēng)力發(fā)電以其環(huán)保、清潔、可再生等方面的優(yōu)勢成為各國研究的熱點。本文為針對現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機存在的功率密度低、容錯性差以及運輸成本高等類似問題,提出了一種新型的籠障轉(zhuǎn)子與雙定子耦合的無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機,相比于永磁風(fēng)力的發(fā)電機和有刷的雙饋發(fā)電機,該種發(fā)電機具有功率密度高,穩(wěn)定性好,無永磁體退磁風(fēng)險以及維護成本低等優(yōu)勢,在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊。然而,該發(fā)電機結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致散熱困難,使其穩(wěn)定運行時溫升較高。為此,本文以一臺50kW的雙定子無刷雙饋發(fā)電機（Double stator brushless doubly-fed generator,DSBDFG）為研究對象,對其溫升計算方法以及冷卻系統(tǒng)設(shè)計進行了研究,旨在為后續(xù)針對該類新型發(fā)電機的實驗研究提供理論依據(jù)。本文主要工作內(nèi)容如下:首先,闡述了發(fā)電機的總體結(jié)構(gòu)和運行原理,建立了溫度場三維數(shù)學(xué)模型和物理模型,計算電機各部分的生熱率和散熱系數(shù),對DSBDFG的穩(wěn)態(tài)三維溫度場進行有限元的計算。基于傳熱學(xué)的基本理論,采用等效熱網(wǎng)絡(luò)法建立發(fā)電機的熱路計算模型,根據(jù)各部分的傳熱換熱關(guān)系列出方程組,編寫程序... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

籠型轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機

圖 1.1 無刷雙饋電機運行結(jié)構(gòu)Fig. 1.1 Operating structure of brushless doubly-fed machine作為一種新型電機，BDFM 結(jié)構(gòu)和運行的機理區(qū)別于傳統(tǒng)電機[19,20]。美國 Oregon大學(xué)的教授 Wllace 將一臺 45kW 的無刷電機應(yīng)用到一個廢水廠中。2009 年，英國Cambridge 大學(xué)工程系的可再生能源實驗室首次設(shè)計了 20kW 的商用無刷雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機，在隨后的幾年里研究設(shè)計了同類別的 250kW 無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機[21,22]�；\型和磁阻型轉(zhuǎn)子為無刷雙饋電機常見的轉(zhuǎn)子類型[23]。如下圖 1.2 則為籠型轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機。該種籠型轉(zhuǎn)子可看作是一個“級數(shù)轉(zhuǎn)換器”，其目的是實現(xiàn)定子兩套繞組的電磁耦合�；\型轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)如圖 1.3 所示。雙向變頻器功率繞組控制繞組

第 1 章 緒論學(xué)者們的研究相反，國內(nèi)對無刷電機的研究起步則比較晚一些。、華南理工大學(xué)等高校開始著手對無刷電機進行研究，并獲得了教授等人于 2010 年成功設(shè)計并研制出了效率 96%、額定功率 20r/min 的 BDFM，對其應(yīng)用和發(fā)展具有重大的意義和積極的影響[26,鳳閣教授組設(shè)計研究了無刷雙饋發(fā)電機，在無刷雙饋電機的電磁方面自形成了一定的體系，同時還對該種電機進行了優(yōu)化設(shè)計并工業(yè)大學(xué)的王秀平博士設(shè)計了短路籠條與磁障結(jié)合的新型混合轉(zhuǎn)機的電磁設(shè)計進行了十分深的研究總結(jié)。下圖 1.4 為其實驗所用是現(xiàn)階段，國內(nèi)對無刷雙饋電機仍停留在理論研究階段，還沒有用中，尤其是對無刷電機的實驗水平要相對落后于其理論水平[17

【參考文獻】：
期刊論文
[1]無刷雙饋電機的研究現(xiàn)狀與最新進展[J]. 闞超豪,鮑習(xí)昌,王雪帆,熊飛,馬伯.  中國電機工程學(xué)報. 2018(13)
[2]CFD分析車用電機螺旋水路的散熱特性[J]. 王曉遠(yuǎn),杜靜娟.  電工技術(shù)學(xué)報. 2018(04)
[3]干式渦旋真空泵用特種電機溫度場仿真與實驗[J]. 安躍軍,張振厚,張強,王光玉,劉在行.  電機與控制學(xué)報. 2017(08)
[4]新型磁障轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機熱計算[J]. 張鳳閣,蔣曉東,李應(yīng)光,Zhang Yue,王金松.  中國電機工程學(xué)報. 2018(09)
[5]無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機的設(shè)計、分析與控制[J]. 程明,韓鵬,魏新遲.  電工技術(shù)學(xué)報. 2016(19)
[6]無刷電勵磁同步電機不同轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的對比分析[J]. 張鳳閣,賈廣隆,鄭陽,關(guān)濤,藺明.  電工技術(shù)學(xué)報. 2016(07)
[7]籠型轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機異步運行模式的實驗研究[J]. 杜江,韓力,歐先朋,韓雪峰.  中國電機工程學(xué)報. 2016(14)
[8]車用變頻調(diào)速水冷永磁同步電機三維溫度場分析[J]. 王淑旺,江曼,朱標(biāo)龍,劉馬林.  電機與控制應(yīng)用. 2016(02)
[9]不同轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)無刷雙饋電動機轉(zhuǎn)子耦合能力與運行性能的對比分析與實驗研究[J]. 張鳳閣,王秀平,于思洋,曲春雨.  中國電機工程學(xué)報. 2016(10)
[10]13.2 MW海上超導(dǎo)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機設(shè)計[J]. 方海洋,曲榮海,唐躍進,王晉,劉迎珍,張斌,何杰,祝喆,蘇路順.  南方電網(wǎng)技術(shù). 2015(12)

博士論文
[1]復(fù)合轉(zhuǎn)子定子電勵磁無刷同步電機設(shè)計與分析[D]. 賈廣隆.沈陽工業(yè)大學(xué) 2016
[2]新型混合轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機的電磁特性分析與實驗研究[D]. 王秀平.沈陽工業(yè)大學(xué) 2014
[3]變速恒頻無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)研究[D]. 金石.沈陽工業(yè)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]雙定子無刷雙饋發(fā)電機結(jié)構(gòu)設(shè)計與機械性能分析[D]. 徐小龍.沈陽工業(yè)大學(xué) 2018
[2]3MW直驅(qū)雙定子無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化分析[D]. 李應(yīng)光.沈陽工業(yè)大學(xué) 2017
[3]3MW直驅(qū)式雙定子無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機電磁設(shè)計與分析[D]. 鞠孝偉.沈陽工業(yè)大學(xué) 2017
[4]基于改進粒子群優(yōu)化無刷雙饋發(fā)電機控制策略研究[D]. 孫平順.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[5]無刷電勵磁同步電機損耗分析與溫度場計算[D]. 鄭陽.沈陽工業(yè)大學(xué) 2016
[6]非晶合金高速永磁電機熱管理技術(shù)研究[D]. 程雪斌.沈陽工業(yè)大學(xué) 2016
[7]非晶合金軸向磁通永磁電機冷卻系統(tǒng)設(shè)計及熱計算[D]. 張華偉.沈陽工業(yè)大學(xué) 2016
[8]電動汽車用永磁同步電機水冷系統(tǒng)設(shè)計及溫升分析[D]. 和偉超.浙江大學(xué) 2013
[9]永磁同步牽引電機熱計算和冷卻系統(tǒng)計算[D]. 姚望.沈陽工業(yè)大學(xué) 2013
[10]磁阻短路繞組混合轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊群.沈陽工業(yè)大學(xué) 2012



本文編號：3016939