文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
风力发电机主动磁悬浮轴承系统的研究
姓名:王耀
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:杨逢瑜
20090420
摘要轴承一转子进行二维涡流场的计算,得到了磁场强度、磁感应强度、电流密度等能源、环境保护是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。风力发电清洁无污染,施工周期短,投资灵活,占地少,具有较好的经济和社会效益。但是现代风力发电机装置的主轴轴承的形式主要还是调心滚子轴承等等。而这些普通轴承有摩擦大、精度相对低、寿命短、需要润滑、油污染等缺点。为了解决这些问题,本研究项目提出了主动磁悬浮轴承作为风力发电机主轴轴承,并对型号:,设备生产厂家:的风力发电机主要进行了如下方面的研究与改进:对风力发电机主轴磁悬浮轴承的工作原理、结构、磁路计算、控制策略进行了研究,从而选定单线圈结构磁铁,选用电流控制方式,用两个径向电磁轴承和一个推力电磁轴承实现五个自由度的平衡控制。参数的分布情况,得出了一重要结论,涡流集中在转子表面靠近磁极的后缘附近,为优化设计提供了参考。同时也证明了采用叠片转子比采用实心转子功耗小,涡流损失小,因此叠片转子具有优越性,设计可行。介绍磁悬浮轴承系统结构和系统参数,分析机械结构得出单自由度和五自由度转子的数学模型,为控制系统设计提供依据。对系统的控制器进行了设计,选用了现代工业最常用的控制形式刂疲利用中的模块库对所设计的刂撇问辛苏ǖ魇裕结果是响应时间短,无超调,达到了预期的控制效果。关键词:风力发电;主动磁悬浮轴承;二维涡流场;刂利用软件中的涡流求解器和轴向磁场涡流求解器对电磁兰州理喝搜妒Ш温畚
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插图索引五自由度电磁轴承一转子系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯风力发电机机舱内的构造⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..风力电机主轴箱内结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.常用风力发电机主轴轴承结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.常用电磁轴承结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.磁悬浮风力发电机主轴结构简图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯磁路计算示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一磁动势计算示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.双线圈结构绕组⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..单线圈结构绕组⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..机械系统与电磁轴承转子系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.单自由度控制信号流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯刂啤低炒ǖ莺电压控制涡流问题示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一边界条件示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..几何模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一网格划分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯磁场强度植荚仆肌磁场强度植糠糯笸肌电流密度植荚仆肌电流密度植糠糯笸肌低炒鸥杏η慷确植荚仆肌鸥杏η慷菳局部放大图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..W邮疽馔肌W忧蠼馇蚴疽馔肌几何模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯窕帧懦∏慷菻分布云图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯』猜帧海涡流产生示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图’皇州理大学硕卜学位论文
图β仕鸷摹ň断虻绱胖岢小图单自由度磁悬浮轴承系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图主动磁悬浮轴承转子受力图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图标准刂破鹘峁箍蛲肌图风力机磁悬浮轴承系统闭坏控制框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图无腟抡婵蛲肌图无慕自鞠煊η摺图有慕自鞠煊η摺图加饬Φ腟抡婵蛲肌图加饬Φ慕自鞠煊η摺图加外力的仿真框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图饬Φ慕自鞠煊η摺图缌髅芏菾分布云图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图图有腟抡婵蛲肌兰州理喝恕鬯妒宦畚
附表索引—年全球及主要国家风电装机增长情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表表全球风电装机预测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表我国风电装机历史数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表实验参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯:兰州理喝搜恫费Ш温畚
⋯名::所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究