kw直驱式永磁风力发电机的设计

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1、摘要当今对可再生能源的开发利用中，风能由于其突出的优点而成为了研究的热点，风力发电是我国能源和电力可持续发展战略的最现实的选择。直驱永磁同步风力发电机去掉了风力发电系统中常见的齿轮箱，让风力机直接拖动电机转子运转在低速状态，这样就没有了齿轮箱所带来的噪声、故障率高和维护成本大等问题，从而提高了运行的可靠性。本文对风力发电机的发展史和风力发电机的种类进行了详细的介绍；根据永磁电机的技术要求，进行电磁方案的初步设计，确定电机的基本结构、永磁体和铁心尺寸及绕组参数；应用ANSOFT软件进行风力发电机的设计并优化永磁发电

2、机的性能指标。关键词:风力发电机，永磁电机设计，ANSOFT软件51ABSTRACTRecently,therenewableenergysuchaswindpowerhavebeenstronglyencouragedbecauseofenvironmentalproblemandshortageoftraditionalenergysourcesinthenearfuture．Withoutthetypicalgearboxinwind-generatingsystemandthedisadvantagesc

3、ausedbygearbox，thePMSG(PermanentMagnetSynchronousGenerator)isdirectlydrivenbythewindturbineatlowspeed，whichmakestheoperationofthegeneratormoreliable.Thehistoryofthedevelopmentofwindturbinesandwindturbinetypesweredescribedindetail;Basedonpermanentmagnetmotorof

4、thetechnicalrequirements，designermakesthepreliminarydesignoftheelectromagneticprogram,anddeterminesthebasicstructureofthemotor,permanentmagnetandthecoresizeandwindingparameters;ApplyANSOFTwaretodesignwindturbineandtooptimizeperformanceofpermanentmagnetgenerat

5、or.KEYWORDS：Windturbine,permanentmagnetmotordesign,ANSOFTsoftware51目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1风力发电机的发展历史概述11.2风力发电机的分类21.2.1直驱式风力发电机21.2.2双馈式风力发电机21.3永磁风力发电机的特点31.4本设计开发的风力发电机4第2章永磁风力发电机的设计52.1发电机结构的选取52.2永磁同步发电机电机转子磁路结构62.2.1切向式转子磁路结构62.2.2径向式转子磁路结构72.2.3混合式转子磁

6、路结构82.2.4轴向式转子磁路结构82.3励磁电动势和气隙合成电动势92.4交、直轴电枢反应和电枢反应电抗122.5固有电压调整率和降低措施132.6短路电流倍数的计算142.7永磁同步发电机电动势波形152.8永磁材料的性能和选用162.8.1热稳定性162.8.2磁稳定性172.8.3化学稳定性172.8.4时间稳定性172.8.5永磁材料的选择原则为：172.8.6主要尺寸的选择182.8.7永磁体尺寸与电磁负荷的选择192.8.8定子绕组参数202.9手算算例23第3章运用ansoft软件进行风力发电机

7、的设计28513.1ansoft软件介绍283.2RMXPRT介绍及应用283.2.1RMXPRT工作界面283.2.2RMXPRT的特点303.3Maxwell控制板313.3.1定子设计323.3.2定子绕组设计333.3.3转子磁极数据343.4设计输出353.5性能曲线41第4章结论48致谢49参考文献5051第1章绪论1.1风力发电机的发展历史概述我国是最早使用风帆船和风车的国家之一，至少在3000年前的商代就出现了帆船，到唐代风帆船已广泛用于江河航运。最辉煌的风帆时代是明代，14世纪初叶中国航海家郑和

8、七下西洋，庞大的风帆船队功不可没。明代以后风车得到了广泛的应用，我国沿海沿江的风帆船和用风力提水灌溉或制盐的做法，一直延续到20世纪50年代，仅在江苏沿海利用风力提水的设备增大20万台。随着蒸汽机的出现，以及煤、石油、天然气的大规模开采和廉价电力的获得、各种曾经被广泛使用的风力机械，由于成本高、效率低、使用不方便等、无法与蒸汽机、内燃机和电动机等相竞争；渐渐被淘汰。欧洲中