直驅永磁同步風力發(fā)電機電磁分析與永磁體渦流損耗研究.pdf

1、近年來,海上風力發(fā)電機單臺機組向大容量發(fā)展,將永磁同步風力發(fā)電機應用于直驅式風力發(fā)電系統(tǒng)可省去變速齒輪箱,減輕風力發(fā)電機重量。直驅式永磁同步風力發(fā)電機體積和重量大,極對數(shù)多,需要對其磁路進行合理設計,并對永磁體的渦流損耗給予高度重視。
　　為了降低永磁電機齒槽轉矩,得到正弦度比較好的反電動勢,直驅式永磁同步風力發(fā)電機采用分數(shù)槽集中繞組。定子齒形和槽形的選擇同時兼顧繞組下線、定子散熱兩方面因素。轉子采用表貼式徑向充磁結構。根據(jù)電機設

2、計理論確定電機磁路定、轉子主要尺寸。計算電機空載漏磁系數(shù)、電機氣隙磁場、繞組反電動勢、電樞繞組電感和齒槽轉矩等電機參數(shù)。
　　本文主要研究了永磁體損耗產(chǎn)生的原因,分析了永磁體內(nèi)渦流損耗與電機參數(shù)之間關系。發(fā)電機空載時,永磁磁動勢所建立磁場氣隙磁密含高次諧波,氣隙磁密高次諧波相對于永磁體運動,引起永磁體內(nèi)磁通變化,在永磁體內(nèi)感應出渦流電動勢,產(chǎn)生渦流損耗。發(fā)電機負載時,電樞反應磁動勢作用于磁路會產(chǎn)生含有轉速大小以及旋轉方向都不相同的

3、低次和高次諧波的氣隙磁場,當這些諧波磁場相對于轉子運動時也會引起永磁體內(nèi)磁通變化,感應出渦流電動勢,產(chǎn)生渦流損耗。
　　給出了永磁體渦流損耗解析算法,該解析算法計算渦流損耗時,首先,分析氣隙磁場在定子空間變化的時空方程;緊接著,分析氣隙磁場在轉子空間的時空方程;然后,計算變化的諧波磁場在永磁體內(nèi)感應出來的渦流電動勢;最后,根據(jù)歐姆定律得出永磁體內(nèi)渦流密度,進而求出永磁體內(nèi)渦流損耗。
　　使用有限元軟件對永磁體渦流損耗進行了仿