基于ansys的风力发电用高温超导发电机仿真分析

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1、．？ｒ＂诉．２０１５届硕±专业学位研究生学位论丈：＼■分类号：ＴＰ２＾学校代码：１０４４６密级：公开学号：２０１３３０（＾６６论文题目：基于ＡＮＳＹＳ的风力发电用高温超导发电机仿真分析一．…．说：．二＇■．？．一？．．院系：工学院，：，业学位类别全目制工程硕±ｉ＂：，．班专１专业学位领域：控制工程论文指导教师：孔祥新副教授论文作者：谭利强２０１５年６月＇－．ｒ■：－—学位论文原创性声明本人

2、郑雄声明－±专化：所提交的学位论文是本人在曲辟师范火学攻读硕学位則间，化导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。除义中。经巧；巧引用的内容外，本论文不包含其他个人（或集体）己经发表或撰写过的研究成果。其他个人和集体对本研巧所做的巧献巧己在论文中作了声明化龙示／谢意。，作者签名：读斗指多Ｕ期：奶学位论文使用授权声明研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属曲阜师范火学。学校有权保任本学位论文的电了和纸质文档，可巧借阅或上树公布本学位论义的部分或全部内容，可Ｗ采用影印、复

3、印等手段保存、汇编本学伤论文。学校可臥向国家有关机关或机构送交论文的电子和纸质文档，允许论文被造阅和借阅。（保密论文在解密后遵守此规定）导师籍名：作者签：名谦如娘：Ｕ期从－円期：如ＴＡ真2015届硕士专业学位研究生学位论文学号：2013300366基于ANSYS的风力发电用高温超导发电机仿真分析论文作者：谭利强指导教师：孔祥新副教授培养单位：工学院专业学位类别：全日制工程硕士专业学位领域：控制工程2015年6月8日摘要摘要近年来，全球经济总体上在持续发展，人口的规模也在不断增长，导致人类对能

4、源的需求量也在逐年提高，而能源资源的不断开发，使得全球资源总量处于不断减少的状态。同时化石能源的燃烧使用，随之带来了一系列的环境问题，资源环境和生态平衡处于日益恶化的境地，逐渐引起了世界各国的重视，人类对新能源的追求和开发日益迫切。风能作为一种可开发量大、分布广泛、清洁无污染的可再生能源，越来越受到人类的青睐。它也是目前人类掌握的开发技术中较为成熟的、可再生的能源的一种，在经济社会中发挥着越来越重要的作用。同时不断提高发电机的工作效率，也是提高能源利用率的一种有效途径。目前投入运行的风力发电系统主要有两种：一是高速

5、风力发电系统；二是直驱风力发电系统。但由于所用的发电机本体体积较大，增加了运输和安装的困难，机械效率也并不能很好的满足人类的要求。近年来，科学技术取得了长足的发展，在高温超导材料的研究上取得了长足的进步，高温超导电机也应运而生。与目前使用的电机相比，高温超导电机具有明显的优势，比如同步电抗低、体积小、重量轻、效率高等。故在电力节能与资源节约等方面，高温超导发电机具有普通发电机无法比拟的巨大优势，在以后的发展和应用中具有极高地发展前景。基于上述原因，本文主要对发电机的结构进行了基础探究，与普通励磁电机进行了对比，同时

6、采用了ANSYS软件对电机进行了二维建模和有限元分析，介绍了高温超导体的相关知识，解析了电机的电磁场分布，在二维建模的基础上，结合相关实验数据，计算了电机的空载电动势，并最终得到了高温超导发电机的二维气隙磁密状况。在ANSYS软件仿真的基础上，模拟了在不同负载下电流、电压、转速等变量关系，与普通发电机相关数据进行了对比分析。结合实验数据的分析比较，最终对高温超导风力发电机的优势有了更直观的理解，为高温超导电机的设计改进提供了有效的数据来源。关键词：风力发电，高温超导发电机，ANSYS软件，有限元分析IAbstrac

7、tAbstractInrecentyears,theglobaleconomycontinuestodevelopingeneral,thesizeofthepopulationisalsogrowing,leadingtotheincreasementofhumandemandforenergyeveryyear.Thecontinuousdevelopmentofenergyresourcesmakestheworld'stotalenergyinadecliningstate.Besides,theburni

8、ngandusageoffossilenergybroughtaseriesofenvironmentalproblemsalongwiththecondition.Theenvironmentandecologicalbalanceareatthedeterioratingsituationwhichgraduallyattractstheattentio