轴径向磁场轴带发电机结构设计与仿真研究

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1、万方数据分类号UDC密级单位代码大连海事大学硕士学位论文10151轴径向磁场轴带发电机结构设计与仿真研究王健指导教师朱景伟职称学位授予单位大连海事大学教授申请学位级别工学硕士学科(专业)电力系统及其自动化论文完成日期2016年1月答辩日期2016年3月答辩委员会主席万方数据StructuralDesignandSimulationStudyofShaftGeneratorBasedonAxialandRadialCompositeMagneticFieldAthesisSubmittedtoDalian

2、MaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringByWangJian(PowerSystemandItsAutomation)ThesisSupervisor：ProfessorZhuJingweiJanuary2016万方数据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，撰写成硕士学位论文：抽焦包磁扬

3、抽董筮电扭缱掏遮让皇笾真婴塞：：。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己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：至堡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门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以将本学位论文的全部或部分内容

4、编入有关数据库进行检索，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《中国优秀博硕士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，并以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：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密a(请在以上方框内打“√”)论文作者签名：主吟墓导师签名：求景中日期：之。愿年3月等日万方数据中文摘要摘要为了解决船舶燃油费用过高以及船舶供电

5、设备繁琐的问题，为船舶负载提供较为可靠的电能，船舶轴带发电系统在船舶供电系统中发挥了巨大的作用。随着电机性能的不断完善及人们对于电机性能的要求不断提高，结构、功能各异的复合结构电机进入人们的视线。其中，轴径向磁场结构电机由于其特殊的结构、较高的发电效率和功率密度引起了国内外学者的关注。本文在分析研究轴带发电系统和复合结构电机的基础上，提出了一种基于轴径向磁场结构电机的轴带发电系统，将轴径向磁场发电机以及Z源逆变器应用于轴带发电系统当中，可以提高系统的发电效率，有利于节省船舱有限的空间。首先，论文介绍了轴

6、带发电系统、复合结构电机的国内外研究现状。其次，研究了轴径向磁场的结构特点，确定了定、转子材料，选取了合适的电机相数和极对数。再次，介绍了轴径向磁场发电机解析计算方法，分析了电机各个参数之间的关系，为电机优化设计打下了基础。然后，根据设计要求确定了电机的基本尺寸，通过解析法和有限元法对电机二维模型的极弧系数、离心高度进行了优化，利用有限元分析软件AnsofMaxwell，对发电机空载相电压、转矩脉动等方面对设计的电机进行了仿真验证。接着，绘制发电机三维模型对电机进行了有限元仿真，得到电机的最终尺寸，并且

7、建立了等效磁路图进行解析法分析，验证电机设计的合理性。最后，将z源逆变器应用到轴径向磁场轴带发电机当中，并利用Matlab搭建了仿真模型，通过SVPWM控制以及r,Q并网电流控制，验证了其升压以及并网的功能。关键词：轴带发电机；轴径向磁场；有限元分析；优化研究；Z源逆变器万方数据英文摘要ABSTRACTInordertosolvetheproblemofthehighcostofmarinefuelandcumbersomedevicesofshipandprovidemorereliablepower

8、toship，shipshaftgeneratorsystemisthefuturetrendofshippowersystem．Withthedevelopmentoftheperformanceofmotorandtherequirementsofpeople，thecompositestructuremotorswithdifferentstructuresandfunctionswereattractedbypeople．Gener