小型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和齒槽轉(zhuǎn)矩分析.pdf

1、隨著世界各國(guó)對(duì)可再生能源開(kāi)發(fā)和利用的重視，風(fēng)力發(fā)電越來(lái)越受到人們的廣泛關(guān)注，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中，永磁同步發(fā)電機(jī)所占的比重越來(lái)越大。永磁電機(jī)的永磁體和有槽鐵心之間相互作用會(huì)產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，引起振動(dòng)和噪聲，從而影響電機(jī)的性能。在永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，齒槽轉(zhuǎn)矩是最需要考慮的重要問(wèn)題之一。
　　本文以風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)中廣泛使用的外轉(zhuǎn)子永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)為研究對(duì)象，開(kāi)展小型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和削弱齒槽轉(zhuǎn)矩方法的研究，論文的

2、主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1.依據(jù)同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行原理，進(jìn)行永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)分析;根據(jù)傳統(tǒng)電機(jī)的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)，并引入繞組理論，分析分?jǐn)?shù)槽永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的繞組磁勢(shì)諧波。
　　2.利用有限元理論建立永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的三維電磁模型，分析永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電磁性能和運(yùn)行特性;研究基于混沌優(yōu)化算法的永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)優(yōu)化技術(shù)，并對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了可靠性驗(yàn)證。
　　3.對(duì)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩開(kāi)展研究:基于

3、能量法和傅里葉分解，推導(dǎo)永磁電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式;分析斜槽、定子齒開(kāi)輔助槽、不等槽口寬配合、永磁體極弧系數(shù)、磁極分段以及磁極偏移對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響。
　　4.提出一種定子槽開(kāi)輔助齒的永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，通過(guò)推導(dǎo)每i個(gè)槽開(kāi)一個(gè)輔助齒的傅里葉分解系數(shù)解析表達(dá)式，重點(diǎn)研究輔助齒分布對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響;結(jié)合小型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型及參數(shù)，定量研究輔助齒寬度對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響，并得到最優(yōu)化輔助齒寬度下的齒槽轉(zhuǎn)矩;引入輔助齒高度與定子齒高度比k，