直驱式永磁风力发电机运行特性有限元分析研究.pdf

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1、迫札再楦芾J应闸2014，41(2)新能源与风力发电EMCA直驱式永磁风力发电机运行特性有限元分析研究术张健，姚丙雷，陈伟华，刘义杰。(1．新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)，北京102206；2．上海电器科学研究所(集团)有限公司，上海200063；3．山西漳山发电有限责任公司，山西长治046021)摘要：针对直驱永磁风力发电机结构相对复杂，现阶段磁路法分析不够准确、数值分析方法应用不是特别充分的问题，以Ansys为分析工具建立了同时考虑永磁直驱风力发电机和外电路特性的场路耦合模型，得到了能够研究电机空载、负载及非正常运行等不同工况的一体化分析模型。以一

2、台1．5MW永磁直驱电机为例，使用场路耦合时步有限元法，建立了半单元电机模型，计算了其空载、负载功角性能，以及突然短路时的永磁体退磁特性。通过对比仿真与实测得到的相关曲线，发现其吻合较好，证明了该时步有限元分析模型具有良好的计算精度，可为永磁直驱电机的准确性能计算提供参考。关键词：直驱式永磁风力发电机；时步有限元；性能计算；运行特性中图分类号：TM315：TM301．4文献标志码：A文章编号：1673-6540(2014)02-0039-06ResearchonOperationalCharacteristicsofDirect-DrivePermanentMagn

3、etWindGeneratorBasedonFiniteElementMethodZHANGJianl，YAOBinglei，CHENWeihua。，LIUrijie：f1．StateKeyLaboratoryofAlternateElectricalPowerSystemwithRenewableEnergySources(NorthChinaElectricPowerUniversity)，Beijing102206，China；2．ShanghaiElectricalApparatusResearchInstitute(Group)Co．，Ltd．，Shang

4、hai200063，China；3．ShanxiZhangshanPowerGenerationCo．，Ltd．，Changzi046021，China)Abstract：Fordirect-drivepermanentmagnetwindgenerator(DDPMG)structurebeingrelativelycomplex，atthisstage，theanalysismethodbasedonmagneticcircuitwasnotaccurateenough，andtheapplicationofnumericalanalysismethodwasn

5、otparticularlyful1．TakingAnsysasapowerfultool，afield—circuitcoupledmodelconsideringDDPMGandthecharacteristicsofexternalcircuitWasbuiltup．Bythismodel，theDDPMGno—load，with—loadandfaultoperationconditionscouldbestudied．A1．5MWDDPMGasanexample，usingfield—circuitcoupledtime—steppingFEM，half-

6、unitmotormodelwasestablished．Theno—load，with·loadpowerangleperformanceandthemagnetdemagnetizationcharacteristicsduetosuddenlyshort—circuithadbeenc~cnlated．Bycomparingofthesimulationandmeasurementcurves，itcouldbefoundthattheymatchedwel1．Thisdemonstratedthatthetime-steppingfiniteelementa

7、nalysismodelhadgoodaccuracyanditcouldbeusedtoestimatetheDDPMGperformanceaccurately．Keywords：dir~t-drivepermanentmagnetgenerator；time-steppingFEM；performancecalculation；operationalcharacteristics0引言磊萎窖兰风力发电作为一种具有长远发展前景的技术，力发电机(Direct-DrivePermanentMagnetGene一基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助(JB2