双定子无刷双馈发电机结构设计与机械性能分析

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1、摘要近年来，随着化石燃料供应的日趋紧张和环境问题的日益突出，世界风力发电得到了迅猛发展。世界风力发电正朝着大规模、高可靠的海上风力发电方向发展,海上风力发电的使用已成为风力发电研究和开发的热点。目前永磁同步发电机系统、有刷双馈的感应发电机系统、无刷双馈的风力发电机系统等是已经被应用的海上风力发电系统，但各种系统都有其缺点，为了适应海上特殊的气候环境，对风电机组的可靠性和成本要求极高，因此研究一种新型的双定子无刷双馈发电机成为必然的选择。首先，在深入研究不同风力机结构的基础上，给出了双定子无刷双馈发电机的总体结构

2、设计，并给出了双定子无刷双馈发电机的比较方案，最后确定双定子无刷双馈发电机的结构形式。其次，对双定子无刷双馈发电机的各结构件进行机械性能分析及强度校核，用有限元方法对静止轴、转子前端盖等部件进行受力分析及设计。验证各部件的机械强度是否满足要求。然后，对双定子无刷双馈发电机的定子和转子结构进行模态分析，研究其振动对提高电机的质量有十分重要的意义。最后，用遗传算法对双定子无刷双馈发电机的结构进行优化，得到所希望的结构。本文对双定子双馈双馈发电机整体结构设计进行了系统研究，对大型的海上风力发电机的结构设计和优化非常的

3、重要。关键词：双定子，无刷双馈发电机，模态分析，遗传算法IAbstractInrecentyears,withtheincreasinglytensesupplyoffossilenergyandtheincreasinglyprominentenvironmentalproblemscausedbyit,theworld’swindpowergenerationhasdevelopedrapidly.Theworldwindpowergenerationisdevelopingtowardstothelarg

4、e-scaleandhigh-reliabilityoffshorewindpower.Theuseofoffshorewindpowertogenerateelectricityhasbecomeahotspotincurrentwindpowerresearchanddevelopment.Currently,theusedoffshorewindpowersystemsincludepermanent-magnetsynchronousgeneratorsystems,brusheddouble-fedi

5、nductiongeneratorsystems,andbrushlessdoubly-fedwindgeneratorsystems.However,varioussystemshavetheirownshortcomingsinordertoadapttothespecialmaritimeclimate.Theenvironmenthasahighrequirementforthereliabilityandcostofthewindturbine.Therefore,itisaninevitablech

6、oicetostudyanewtypeofdoublestator-freebrushlessdoubly-fedgenerator.Firstly,basedonthein-depthstudyofdifferentwindturbinestructures,theoverallstructuredesignofthedouble-statorbrushlessdoubly-fedgeneratorispresented.Thecomparisonschemeofthedouble-strategicbrus

7、hlessdoubly-fedgeneratorisgiven,andthedoublestatorandbrushlessdoublearedetermined.Determinethegeneratorstructure.Secondly,themechanicalperformanceanalysisandstrengthcheckofthestructuralpartsofthedouble-statorbrushlessdoubly-fedgeneratorarecarriedout.Thefinit

8、eelementmethodisusedtoanalyzeanddesignthecomponentsofthestationaryshaftandtherotorfrontcover.Verifythatthemechanicalstrengthofeachpartmeetstherequirements.Then,themodalanalysisofthestatorandroto