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《风力发电用盘式永磁同步发电机的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、·嘟墓务阅色扣年第第期咨瘫库对风力发电用盘式永磁同步发电机的设计’石安乐黄守道湖南工程学院电气与信息工程系湖南大学电气与信息工程系摘一种用于直驱式,要提出了变速恒频风力发电系统的盘式永磁同步发电机对其运行原。理和电磁设计进行了分析和推导开发了墓于数据库管理系统的盘式永磁同步发电机的电磁设计。。软件运用有限元分析软件对盘式永磁同步发电机的空载静态磁场进行了分析将这种盘式永磁,可,。同步发电机应用于变速恒频风力发电系统中以有效地利用资源降低风电成本关健词盘式永磁同步发电机电磁设计有限元直,,径向场,驱式变速带绕线式励磁磁极的同步引言。发电机英国小型的为电池充电的无铁
2、心,、。世纪年代世界连续出现了石油危机随定子的轴向磁通的永磁发电机之而来的环境问题迫使世界各国开始考虑新能源和本文提出一种用于直驱式变速恒频风力发电系。。可再生能源的开发和利用问题新能源和可再生能统的电机盘式永磁同步发电机、、、、—源包括水能生物质能太阳能风能地热能和,,海洋能等它们消耗之后可以得以恢复补充不产。,生污染物自世纪年代以来风能的利用主,要趋势是风力发电包括陆地风力发电和海洋风力叨发动机·变频器发电。许多新,的风力发电系统不断被提出但由于,,这些系统成本比较高在增加风能捕获的同时要,求系统增加更多的成本以致于额外捕获的风能变。得意义不大两大趋势为无刷
3、双馈型变速恒频风力图风机直接驭动、。发电系统和直驱型变速恒频风力发电系统本文介结构特点,绍的是后面这种不需增速齿轮箱可由风力机直接盘式永磁同步发电机有多种结构形式,本文提驱动的风力变速恒频风力发电系统中的一种发电,。出的是一种中间定子的结构即电机由双转子和单机川,,,定子组成双气隙定子铁心是由带状硅钢片卷制的众所周知风力机属于低速旋转的机械中型,。,环形结构有开槽和不开槽两种在不开槽的电机及大型风力机的转速约为比水轮机,,。中为了固定电枢绕组和提供更好的散热条件往的转速还要低而传统的风力发电系统在高速的时。,因此都需往在电枢绕组之间充满环氧树脂转子为高性能永候性
4、能最好要在风力机和发电机之间增。。磁材料固定在实心钢构成的圆盘上这种结构的电加一个增速齿轮箱然而风力发电厂的齿轮变速箱,,、,机的转动惯量比中间转子结构的大模型图如图不仅价格昂贵而且会产生振动噪声和疲劳还。。,所示需要高价的润滑油进行保养在近几年来无传动,提这种盘式电机具有如下的特点装置风力发电系统的思想得到了关注出了许多从电机的模,型图中可以看出盘式电机的有关于用风力涡轮直接连接并网发电机的概念国,,。轴向尺寸很短因而有较高的功率和质量比而且外已有一些国家在这方面做了尝试,加拿大“。型垂直轴,直,它可以直接由风力机驱动从而形成一个结构紧凑驱式。带绕线式励磁磁极
5、的同步发电机高为,平均的风力发电系统,。转子扼和磁铁也起到了一个风扇的作用直径为德国一型并网一一风力发电用盘式永磁同步发电机的设计喀墓务阅翎年第卷第期。。所,刀乙以即使在较低的转速下电机内的通风效果和电吞,,,,二一枢绕组的冷却效果都很好同时它的电枢绕组很薄式中为电机的额定输出功率为转子和定子电负荷的,且与机箱内空气接触面积很大两面都接触到空比率当转子没有绕组时。、、,,。,二。,为每个定子绕组的相数尤尤‘气因此电机可以运行在高负载的情况下、、,山七曰分别为电动势系数电流波形系数功率波形。系数,为电机效率为气隙磁通密度为总的电负荷为变频器的频率为电机的极对。数为
6、电机铁心的有效长度为气隙直径二二。泌为电机表面比系数由式可得电机外表面直径尸了、矛、奇·‘,。一一不,,“‘”—图盘式永磁同步发电机模型图念晋女定子不开槽使得电枢绕组的互感和漏感,,口二。二,降低同时绕组端部的长度相对较短则绕组阻抗最优化设计取存最优化设计,,。。小从而电机的电阻损耗减少效率提高可以在外径和负载给定的情况下输出最大功率然,,,定子不开槽时可使电机不考虑齿槽效应而出于机械和经济方面的考虑一般不选用此最,。而降低电机噪声,优化同时由于定子开槽引起的电机振比率。动和转子的高频损耗都可以忽略电机轴向长度为。结构设计,式中是电机定子的轴向长度是转子的轴。主
7、磁路分析向长度是气隙的长度盘式永磁同步发电机的绕组是径向分电枢布永磁体长度可以表示为’,,的有效导体位于永磁体前方的面上当永磁体由产,。平。,原动机拖动至同步转速时将会在气隙中产生一,与电枢绕组交链的旋转磁场从而在电枢绕组中感,式中是盘式电机的气隙磁通密度在径向方向。应出三相交流电动势。上的最大值修正系数是漏磁系数为电盘式永磁同步发电机的基本磁通路径如图所。。,枢绕组端部伸出的长度示从图中可以看到磁通的路径是极气隙二。磁铁的厚度计算采用最基本的磁铁回路规定子铁心气隙一极转子铁心”极则。产,丑,一。式中,产,为磁铁相对磁导率为绕组轴向厚度。为永磁体到余磁通密度,采
8、用磁铁的尺寸比定子铁心大
