小型永磁风力发电机设计与优化研究

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1、分类号：密级１０１５１ＵＤＣ单位代码：＠乂是洛事乂掌全日制学术型硕±研究生学位论文小型永磁风力发电机设计与优化研究董庆明指导教师朱景伟教授申请学位类别工学硕±学科巧业）名称电力系统及其自动化学位授予单位大连海事大学２０１５年１月密级分类号ＵＤＣ１０１５１单位代码大连海事大学硕±学位论文小型永磁风力发电机设计与优化研究董庆明指导教师朱景伟职称教授学位授予单位大连海事大学

2、申请学位级别工学硕±学科（专业）电力系统及其自动化论文完成日期２０１４年口月答辩日期２０１５年１月答辩委员会主席ＤｅｓｉｇｎａｎｄＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＳｔｕｄｙｏｆａＳｍａｌｌＳｃａｌｅＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｎｅｔＷｉｎｄＧｅｎｅｒａｔｏｒｇＡ化ｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄ化ＤａｌｉａｎＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＩｎａｒｔｉａｌｆｕ曲ｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ化ｒｔｈｅｄｅｇｒ

3、ｅｅｏｆｐＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＢｙＤｏｎｉｎｍｉｎｇＱｇｇ（ＰｏｗｅｒＳｓｔｅｍａｎｄＩｔｓＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｙ）ＴｈｅｓｉｓＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＺｈｕＪｉｎｇｗｅｉＤｅｃｅｍｂｅｒ２０１４大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，＂＂撰写成硕±学位论文小型永磁风力发电机设计与优化研究。除论文中己经注明引用

4、的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论。文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权大连海事大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行

5、检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》（中国学术期刊（光盘版）电子杂志社）、《中国学位论文全文数据库》（中国科学技术信息研究所）等数据库中，并Ｗ电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密□在年解密后适用本授权书。＾＂＂不保密囚（请在Ｗ上方框内打Ｖ）论文作者签名：导师签名：扛明本Ｉ：葦件日期：月日＞Ｉ）巧中文摘要摘要

6、传统的小电感小型永磁风力发电机，随着风速继续加大，发电机的转速增加，电枢电流也会随之增大，那么当达到极限电流时，就可能会烧坏绕组。对于小电＂＂感电机而言，若想使其能够在较大转速下继续运行，就必须采取弱磁控制来一。限制电枢电流，这就必然会増大成本并增加整个系统的复杂程度针对这问题，一本文设计种适合在较宽风速范围下运行的大电感小型永磁风力发电机。论文首先介绍了小型永磁风力发电机设计的基本原则，确定了小型永磁风力发电机的永磁体材料、槽数、极数和绕组结构这些基本的电磁方案。然后讨

7、论了电机的磁路和电磯场计算基础理论及有限元分析方法，在此基拙上对电机的结构、进行了设计，包括电化的磯路主要尺寸、槽型参数和定转子扼部参数等，并用ｎｓｏｆｔＭａｘｗｅ、、有限元软件Ａｌｌ，从磁密分布、磁力线分布绕组电感空载反电动势波形和齿槽转矩等方面对所设计的小型永磁风力发电机进行了仿真验证。接着从槽口参数和永磁体尺寸这两个方面入手对小型永磁风力发电机进行了结构优化研究、，主要研究了这些参数对电机定子绕组电感空载反电动势波形和齿槽转矩的影响，得出了电机性能优化的相关结论

8、。本文所设计小型永磁风力发电机，符合大电感特性要求，所建立的仿真模型，经仿真验证其具有恒流源输出特性。按照仿真模型的参数，通过外协制作加工了实物电机，经过测试该电机的运行特性，得到了空载反电动势波形，绘制了在不同转速下的空载损耗曲线，得出电机在额定转速下的效率，并且验证了实物电机的恒流源特性。总之，仿真模型与实物电。机的性能均符合设计要求，验证了所设计电机的合理性关键词：小型永巧风力发电抓；有限元分析；结构设化优化研究英文摘要ＡＢＳＴＲＡＣＴＦｏｒｔｈｅ