【摘要】：隨著風力發(fā)電技術(shù)的飛速發(fā)展,永磁低速發(fā)電機應(yīng)用范圍越來越廣。目前國內(nèi)外對永磁低速同步發(fā)電機的關(guān)注點大多集中于結(jié)構(gòu)改進和控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計上,而對發(fā)電機運行性能的分析以及如何優(yōu)化設(shè)計討論的比較少。首先介紹永磁同步發(fā)電機四種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情況以及對低速永磁發(fā)電機性能的影響,并討論采用哪種結(jié)構(gòu)能夠減小發(fā)電機的體積;簡要介紹了發(fā)電機運行原理和電機工作在空載和負載時的電樞反應(yīng);分析了永磁發(fā)電機和永磁體的等效磁路,為之后永磁體磁場分析計算做鋪墊。其次重點分析了不同形狀的永磁體所產(chǎn)生的空間磁場磁感應(yīng)強度變化情況�；诋厞W-薩伐爾定律,采用數(shù)值分析計算了矩形、圓柱形以及瓦片形三種不同形狀的永磁體磁場強度的大小。為了便于對比分析,三種永磁體選用同材料、同體積和等高度,并利用Matlab/simulink軟件仿真出永磁體磁場強度隨離開表面距離長短的變化曲線,以及某一種形狀呈現(xiàn)變化趨勢時,永磁體磁場強度的變化情況如何。再次分析了影響永磁低速發(fā)電機特性參數(shù)并進行性能計算。永磁發(fā)電機的特性參數(shù)包括計算參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)兩大類,分別分析兩種參數(shù)對發(fā)電機性能的影響,并針對其中的一些參數(shù)進行了仿真,給出了參數(shù)數(shù)值變化時發(fā)電機性能影響變化曲線;永磁低速發(fā)電機的性能計算包括永磁體磁鏈、交直軸電感以及電機內(nèi)阻R的計算,最后在Matlab/simulink環(huán)境下搭建永磁低速發(fā)電機模型并進行仿真分析。根據(jù)永磁發(fā)電機模型,輸入為額定轉(zhuǎn)矩,輸出為三相電壓與電流、轉(zhuǎn)速以及電磁轉(zhuǎn)矩等,在參數(shù)輸入界面輸入樣機數(shù)據(jù)和第三、四兩章計算參數(shù)值,仿真運行得出采用三種不同形狀永磁體時,低速永磁發(fā)電機三相電壓Uabc、三相電流Iabc、轉(zhuǎn)速n、電磁轉(zhuǎn)矩Te以及轉(zhuǎn)子位置角theta的變化曲線,分析這三種永磁體對永磁低速發(fā)電機性能的影響。
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圖片說明： 表邋１．１邋ＦＦ－１０ＫＷ／２００ｒ／ＤＣ２３０Ｖ邋電機參數(shù)逡逑（ｋＷ）邐［０邐額定轉(zhuǎn)速（ｒｐｍ）邐１．ｍ）邐５３０邐額定電壓（Ｖ）邐ＡＡ）邐１＾１９邐絕緣等級，邐４０Ｃｒ鋼鍍鎳邐ｍ邐星邐ｍ邐發(fā)電機配置調(diào)制處理邐交）邐２３０邐起動力矩（＜Ｎ．Ｍ））邐８８邐磁性材料邐稀土針對永磁低速發(fā)電機的性能研究目前是從電機結(jié)構(gòu)以及數(shù)值分紹了在永磁發(fā)電機中四種常用的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，并分析了各種類型場、加工工藝以及機械強度等方面的特點；文獻［３３］討論了低設(shè)計特點，為了有效地減少阻力矩，采用分數(shù)槽繞組，為減少漏狀的永磁體安裝結(jié)構(gòu)，并重點對結(jié)構(gòu)參數(shù)與運行性能之間的內(nèi)采用基于混沌理論的最優(yōu)算法獲取了風力發(fā)電機的最大輸出效
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圖片說明： 永磁發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)是由定子、轉(zhuǎn)子和端蓋等構(gòu)件組成，制作定子采用疊片結(jié)構(gòu)，，逡逑能夠在一定程度上減小鐵耗。而制作轉(zhuǎn)子鐵芯一般有以下兩種結(jié)構(gòu)，一種是制成實心，逡逑另一種是采用疊片疊壓制成［４（）］，永磁同步發(fā)電機橫截面結(jié)構(gòu)見圖２．１所示。逡逑１－定子２－氣隙３－永磁體４－轉(zhuǎn)軸５－轉(zhuǎn)子鐵芯逡逑圖２．］永磁發(fā)電機基本結(jié)構(gòu)逡逑由永磁體代替勵磁線圈，因此永磁電機與其他勵磁電機結(jié)構(gòu)上的不同主要顯現(xiàn)在轉(zhuǎn)逡逑子結(jié)構(gòu)上，應(yīng)用最為廣泛的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有以下四種：徑向式、混合式、切向式以及軸向式。逡逑２．１．１徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)逡逑采用徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)時，由于永磁體距離氣隙較近，采用沿轉(zhuǎn)子徑向方向磁化逡逑并與發(fā)電機內(nèi)部氣隙磁通軸線方向相同，因此徑向式較切向式而言，永磁體的漏磁系數(shù)逡逑略小一些Ｍｌ。對于發(fā)電機內(nèi)部某一對極磁路來說，雖有兩個永磁體提供磁勢，但磁通是逡逑由其中一個永磁體橫截面來提供的，因此氣隙磁場強度較低。當發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁路采用徑逡逑向安裝時，應(yīng)用最為廣泛的有瓦片形、環(huán)形、星形以及矩形等形狀的永磁體。逡逑（１）環(huán)形永磁體逡逑環(huán)形永磁體與其他形狀相比
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM31

【參考文獻】

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1 潘元璋;讓余奇;黃克峰;;表面貼磁式永磁同步電動機空載氣隙磁場解析計算[J];防爆電機;2012年06期

2 何慶領(lǐng);王群京;;低速永磁風力發(fā)電機的參數(shù)分析及優(yōu)化設(shè)計[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年09期

3 孟光偉;李槐樹;;多極永磁無刷直流電動機瓦形磁鋼氣隙磁通密度的解析計算[J];電工技術(shù)學(xué)報;2011年09期

4 張梅;何國慶;趙海翔;張靠社;;直驅(qū)式永磁同步風力發(fā)電機組的建模與仿真[J];中國電力;2008年06期

5 顧丹珍;艾芊;陳陳;付慧;李長益;;基于ATP-EMTP的大型電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真[J];電力系統(tǒng)自動化;2006年21期

6 何繼愛;王惠琴;;永磁同步電機空間矢量控制系統(tǒng)的仿真[J];電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報;2005年06期

7 吳茂剛,趙榮祥,湯新舟;矢量控制永磁同步電動機低速輕載運行的研究[J];電工技術(shù)學(xué)報;2005年07期

8 茍曉凡,楊勇,鄭曉靜;矩形永磁體磁場分布的解析表達式[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);2004年03期

9 黃文新;空間電壓矢量調(diào)制變頻器的低速性能改進研究[J];鹽城工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年02期

10 梁華,李訓(xùn)銘,嚴登俊;稀土永磁同步電機優(yōu)化設(shè)計分析[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2002年S1期

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

2 王秀和;永磁起動機電機設(shè)計研究及設(shè)計專家系統(tǒng)[D];沈陽工業(yè)大學(xué);1996年

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

2 王玉凱;力矩電機弱磁控制方法的研究[D];華中科技大學(xué);2011年

3 莫雪娟;基于DSP的電梯門機伺服控制系統(tǒng)設(shè)計與研究[D];杭州電子科技大學(xué);2011年

4 廖國強;交流永磁同步電機伺服驅(qū)動器研究[D];華東交通大學(xué);2011年

5 姜曉亮;基于擴展卡爾曼濾波器的交流永磁同步電機參數(shù)辨識[D];南京師范大學(xué);2011年

6 肖榮;基于PMSG的多電機變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的研究[D];江南大學(xué);2009年

7 蔣學(xué)慧;經(jīng)顱磁刺激理論研究及磁誘導(dǎo)睡眠儀刺激線圈設(shè)計[D];天津大學(xué);2008年

8 陳文文;船舶航向非線性系統(tǒng)自抗擾控制器的仿真研究[D];山東大學(xué);2008年

9 張永瀾;狀態(tài)觀測器在伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

10 曹建偉;低速永磁同步電機的電磁分析[D];天津大學(xué);2007年

本文編號：2513945