【摘 要】
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随着社会经济的快速发展,传统能源的消耗量日益增多,开发利用新能源到了刻不容缓的地步。风能作为清洁能源受备受关注,风力发电技术发展迅速且日趋成熟。而高速永磁同步电机凭借其结构简单、动态性能好等优点在风电行业中占据着重要地位。本文以一台额定功率为4.25MW的高速永磁同步风力发电机为研究对象,根据电机设计的重要技术指标,以电磁基本原理和电机设计的基本知识为依托,结合高速永磁风力发电机的转速快、体积小的
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随着社会经济的快速发展,传统能源的消耗量日益增多,开发利用新能源到了刻不容缓的地步。风能作为清洁能源受备受关注,风力发电技术发展迅速且日趋成熟。而高速永磁同步电机凭借其结构简单、动态性能好等优点在风电行业中占据着重要地位。本文以一台额定功率为4.25MW的高速永磁同步风力发电机为研究对象,根据电机设计的重要技术指标,以电磁基本原理和电机设计的基本知识为依托,结合高速永磁风力发电机的转速快、体积小的重要结构特点,完成了发电机的初始主要电磁参数设计。为了使风力发电机在较小的风力下依然可以运行,应尽量使其起动转矩减小,为此采用了一种磁极分块和转子开辅助槽相结合的方法削弱齿槽转矩。通过公式推导分析磁极分块和开辅助槽对削弱齿槽转矩的有效性,利用有限元软件参数化模块分别研究了磁极分块数、磁极间隔、开槽辅助圆位置和半径对齿槽转矩的影响,最终选择最优的参数组合完成了高速永磁同步风力发电机起动阻力矩的优化。基于田口法完成了对电机的性能参数的多目标优化。以永磁体宽度、永磁体厚度、气隙长度等作为优化因子,以电机的效率、空载电势、转矩脉动作为优化目标,通过建立正交表并仿真计算,得到最优的优化因子水平值组合,使电机性能达到了最优。最后对优化后的发电机运行特性和发电机损耗及效率进行了仿真分析计算;另外对样机进行了出厂前的实验,结果符合设计要求。
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