直驅(qū)風(fēng)力永磁同步發(fā)電機(jī)電磁設(shè)計(jì)與運(yùn)行特性分析.pdf

1、與其它風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)相比，直驅(qū)永磁同步發(fā)電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Generator，PMSG)系統(tǒng)取消了齒輪箱和勵(lì)磁繞組，具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景，近年來得到了迅速發(fā)展。對(duì)于大型直驅(qū)風(fēng)力PMSG的設(shè)計(jì)，合理選擇極弧系數(shù)和極槽配合、有效抑制不可逆退磁和起動(dòng)阻力矩等是其關(guān)鍵技術(shù)。本文依托重慶市自然科學(xué)基金項(xiàng)目《MW級(jí)風(fēng)力PMSG及其系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究》，以2MW的

2、直驅(qū)風(fēng)力PMSG為研究對(duì)象，采用場路結(jié)合的方法，對(duì)其設(shè)計(jì)方法和運(yùn)行特性開展研究。
　　首先，簡要介紹了PMSG的基本結(jié)構(gòu)、等效磁路、工作原理和設(shè)計(jì)方法，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用Visual Basic編寫了電磁設(shè)計(jì)軟件，完成了3套2MW直驅(qū)風(fēng)力PMSG的電磁設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行了對(duì)比分析；其次，根據(jù)磁路設(shè)計(jì)得到的電磁方案，利用Ansoft軟件建立了2D電磁場有限元模型，繼而研究了PMSG在不同工況下的運(yùn)行特性，重點(diǎn)研究了不同風(fēng)速下PMSG的運(yùn)

3、行特性以及電樞反應(yīng)的去磁效應(yīng)和極弧系數(shù)、極槽配合對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩的影響；最后，推導(dǎo)了齒槽轉(zhuǎn)矩的解析表達(dá)式，采用解析法分析了極弧系數(shù)對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響，并用有限元法對(duì)不同極弧系數(shù)下的齒槽轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了計(jì)算，通過對(duì)比驗(yàn)證了算法和計(jì)算的正確性，進(jìn)而總結(jié)了不同極槽配合對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響規(guī)律。
　　研究結(jié)果表明，采用場路結(jié)合法得到的PMSG電磁設(shè)計(jì)方案達(dá)到了設(shè)計(jì)基本要求；三相短路工況下電樞反應(yīng)具有強(qiáng)烈的去磁效應(yīng)，永磁體出現(xiàn)了局部失磁現(xiàn)象；通過齒槽轉(zhuǎn)矩解析