文档介绍：直驱风力永磁同步发电机电磁设计
与运行特性分析
重庆大学硕士学位论文
学生姓名宋洪珠
指导教师韩力教授
专业电气工程
学科门类工学
重庆大学电气工程学院
二〇一一年五月
ic Design and Performance
Analysis of Direct-Driven Wind Permanent
Synchronous Generator
A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Degree of Master of Engineering
By
Song Hongzhu
Supervised By Prof Han Li
Major Electrical Engineering
College of Electrical Engineering of Chongqing University
Chongqing China
May 2011
重庆大学硕士学位论文中文摘要
摘要
与其它风力发电机系统相比直驱永磁同步发电机 Permanent
Synchronous GeneratorPMSG 系统取消了齿轮箱和励磁绕组具有结构简单运
行可靠等优点在风力发电领域具有良好的应用前景近年来得到了迅速发展
对于大型直驱风力 PMSG 的设计合理选择极弧系数和极槽配合有效抑制不可
逆退磁和起动阻力矩等是其关键技术本文依托重庆市自然科学基金项目《MW
级风力PMSG 及其系统的优化设计研究》以2MW 的直驱风力PMSG 为研究对象
采用场路结合的方法对其设计方法和运行特性开展研究
首先简要介绍了PMSG 的基本结构等效磁路工作原理和设计方法在
此基础上应用 Visual Basic 编写了电磁设计软件完成了3 套 2MW 直驱风力
PMSG 的电磁设计方案并进行了对比分析其次根据磁路设计得到的电磁方
案利用Ansoft 软件建立了2D 电磁场有限元模型继而研究了PMSG 在不同工
况下的运行特性重点研究了不同风速下PMSG 的运行特性以及电枢反应的去磁
效应和极弧系数极槽配合对电磁转矩的影响最后推导了齿槽转矩的解析表
达式采用解析法分析了极弧系数对齿槽转矩的影响并用有限元法对不同极弧
系数下的齿槽转矩进行了计算通过对比验证了算法和计算的正确性进而总结
了不同极槽配合对齿槽转矩的影响规律
研究结果表明采用场路结合法得到的 PMSG 电磁设计方案达到了设计基本
要求三相短路工况下电枢反应具有强烈的去磁效应永磁体出现了局部失磁现
象通过齿槽转矩解析表达式及相应的傅里叶分解系数可以迅速找到使齿槽转
矩达到最小的极弧系数合理选取槽配合并使极数与槽数的最小公倍数尽可能
大可以有效抑制齿槽转矩
关键词永磁同步发电机电磁设计运行特性齿槽转矩有限元法
I
重庆大学硕士学位论文英文摘要
ABSTRACT
Compared with other wind generator systems the direct-driven Permanent