新型双凸极永磁风力发电机设计

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1、山东大掌硕士学位论文摘要近年来，由于全球能源紧缺及环保意识的加强，清洁能源得到了很大的发展。风力发电作为清洁能源利用的一种主要形式，在全世界迅速发展，其技术已日趋成熟，在风力发电系统中，风力发电机作为主要部件之一，在系统中起主要作用。在风能领域，纵观国际上风力发电机组的发展，一方面越来越趋于大型化，使得风机单机容量不断增大，另一方面，很大部分厂商着眼于小型风力发电机的开发，由于小型风力发电机多为民用，具有尺寸小，安装使用方便，成本低、效率高等优点，因此适用于各种地域和气候环境。在各种发电机中，磁通反向永磁电机由于结构简单、效率高、不需要减速箱等优点

2、，适用于小型风力发电系统。磁通反向永磁电机，是磁阻电机和永磁电机的有机结合体，是在结构与性能上改良了的双凸极永磁电机，也是开关磁阻电机SRM(SwitchReluctanceMotor)又一创造性发展。该类电机定子极表面放置高磁能的永磁体，使得永磁体易于安装，随着转子的旋转，磁通反向永磁电机的定子绕组所交链的永磁磁通改变极性，这意味着会比磁通脉振产生更大的磁通变化。本文首先推导磁通反向永磁电机的设计公式，初步计算6／14极磁通反向永磁电机尺寸，通过改变电机的主要尺寸如定转子弧长、气隙长度、和永磁体厚度等，对电机中的绕组电感、齿槽转矩以及对感应电动势

3、的大小和波形起决定性作用的磁链的变化情况，进行了较为详细的分析和研究，并取得了满意的结果。文中分析了较多的尺寸组合，鉴于磁通反向永磁电机的结构特点，文中对各种尺寸组合下的情况都进行了有限元分析，并且将大量的运算结果通过曲线拟合使其一目了然。本文通过对电机性能曲线的变化情况的说明，定性的描述了各种不同尺寸组合与电机性能的关系。通过对不同尺寸下得到的电机性能曲线的对比最终确定了较为合适的定转子尺寸组合，气隙长度、永磁体厚度等参数，以便得到较优的电机性能和材料利用率。本文根据发电机惯例，首次建立了6／14极磁通反向永磁电机较为详细的数学模型，并进行了一些

4、仿真，为以后更加深入的研究奠定了基础。并且提出一种能考虑永磁电机端部效应的方法，定义端部效应系数，并以此系数I山东大学硕士掌位论文修正二维有限元得出的结果，使之与实验结果更加接近。最后通过对样机的实验证明了理论分析的正确性。关键词：磁通反向永磁电机：有限元分析；端部效应；样机试验IIIll山东大学硕士学位论文ABSTRACTInrecentyear，withthecontractionoftheglobalenergysourcesandtheenhancementoftheenvironmentconsciousness，thecleanener

5、gysourceshaveobtainedthelargedevelopment．Asamajorforminthefieldofcleanenergysources，generatingwithwindpowerisdevelopingspeedily．Itstechniquehasalreadybeengraduallymaturing．Thewindpowergeneratorhasthemostlyactionasoneofthemaincomponentsinthesystemofwindpowergenerating．Inthewind

6、energydomain，inviewofthedevelopmentaltrendofinternationalwindturbines，ontheonehandthegeneratormoreandmoretendsthelargescalethatcausestheairblowerunitcapacitytoincreaseunceasingly；ontheotherhand．itiSmostmanufacturersfocasonthedevelopmentofsmallwindturbines．Asmoresmallscalewindt

7、urbinesforcivil，smallsize，easytoinstall，lowcost，highefficiency,SOforavarietyofgeographicalandclimaticenvironment．Inavarietyofgenerators，theFluxReversepermanentmagnetMachineasasimplestructure，highefficiency，nogearbox，etc．Thatissuitableforsmallwindpowersystems．FluxReversePermane

8、ntMagnetMachineisthecombinationofReluctancemotorandPermanentM