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文檔簡介
1、與其它風力發(fā)電機系統(tǒng)相比,直驅(qū)永磁同步發(fā)電機(Permanent Magnet Synchronous Generator,PMSG)系統(tǒng)取消了齒輪箱和勵磁繞組,具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠等優(yōu)點,在風力發(fā)電領域具有良好的應用前景,近年來得到了迅速發(fā)展。對于大型直驅(qū)風力PMSG的設計,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阻力矩等是其關鍵技術(shù)。本文依托重慶市自然科學基金項目《MW級風力PMSG及其系統(tǒng)的優(yōu)化設計研究》,以2MW的
2、直驅(qū)風力PMSG為研究對象,采用場路結(jié)合的方法,對其設計方法和運行特性開展研究。
首先,簡要介紹了PMSG的基本結(jié)構(gòu)、等效磁路、工作原理和設計方法,在此基礎上,應用Visual Basic編寫了電磁設計軟件,完成了3套2MW直驅(qū)風力PMSG的電磁設計方案,并進行了對比分析;其次,根據(jù)磁路設計得到的電磁方案,利用Ansoft軟件建立了2D電磁場有限元模型,繼而研究了PMSG在不同工況下的運行特性,重點研究了不同風速下PMSG的運
3、行特性以及電樞反應的去磁效應和極弧系數(shù)、極槽配合對電磁轉(zhuǎn)矩的影響;最后,推導了齒槽轉(zhuǎn)矩的解析表達式,采用解析法分析了極弧系數(shù)對齒槽轉(zhuǎn)矩的影響,并用有限元法對不同極弧系數(shù)下的齒槽轉(zhuǎn)矩進行了計算,通過對比驗證了算法和計算的正確性,進而總結(jié)了不同極槽配合對齒槽轉(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電磁設計方案達到了設計基本要求;三相短路工況下電樞反應具有強烈的去磁效應,永磁體出現(xiàn)了局部失磁現(xiàn)象;通過齒槽轉(zhuǎn)矩解析
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