文档介绍：硕士学位论文

双整流器并联输出双绕组
永磁同步风力发电机的研究

RESEARCH ON A DOUBLE-WINDING
PERMANENT SYNCHRONOUS
WIND-DRIVEN GENERATOR WITH DUAL
RECTIFIER PARALLEL OUTPUT

钱海荣

哈尔滨工业大学
2011 年 6 月
国内图书分类号:TM315 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开

工学硕士学位论文

双整流器并联输出双绕组
永磁同步风力发电机的研究

硕士研究生: 钱海荣
导师: 吴红星副教授
申请学位: 工学硕士
学科: 电气工程
所在单位: 电气工程及自动化学院
答辩日期: 2011 年 6 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index: TM315
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Dissertation for the Masteral Degree in Engineering

RESEARCH ON A DOUBLE-WINDING
PERMANENT SYNCHRONOUS
WIND-DRIVEN GENERATOR WITH DUAL
RECTIFIER PARALLEL OUTPUT

Candidate: Qian Hairong
Supervisor: Vice-Prof. Wu Hongxing
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Electrical Engineering
Affiliation: School of Electrical Engineering
and Automation
Date of Defence: June, 2011
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
永磁同步发电机在小型风力发电中已经有很广泛的应用,对于永磁同步发
电机各个方面的研究,均是希望在各项条件相同的情况下,尽可能的提高输出
功率。因此本文提出双整流器并联输出结构的永磁同步发电机,通过双绕组的
配置,使系统具有功率密度高、效率高、制造成本低等优点。课题主要就电机
运行机理、设计方法、参数优化、系统仿真及实验研究进行展开。
首先,在分析双绕组永磁同步发电机结构原理的基础上,推导绕组的自感
和互感表达式、电流方程和电压方程、气隙谐波磁势与绕组谐波电流的关系,
建立了双绕组永磁同步发电机的数学模型。通过叠加定理,研究三相与六相双
绕组气隙合成磁势对电机涡流损耗的影响,探讨六相双绕组发电机方案优越性。
其次,对该结构发电机的设计方法进行深入研究,根据该种发电机性能指
标、输入参数及设计过程要求,研究整流负载发电机与交流负载发电机在参数
设计上的差异。提出该种电机基本参数的具体设计方法,并对电机的结构尺寸、
极槽配合、绕组参数及永磁体参数等进行设计优化。
然后,通过有限元仿真计算,研究双绕组发电机的磁场分布、电磁特性及
电机性能。将仿真计算与解析计算结果进行比较分析,研究系统在双整流器条
件下,发电机的转子结构和绕组相位对系统性能的影响。
最后,制作一台样机,并对其进行实验测试研究,分析发电机的实际运行
特性,通过与仿真结果比较相电流各谐波幅值与基波的比值来检验其是否达到
性能指标要求。

关键词:风力发电;永磁同步;发电机;双绕组;双整流器

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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
Permanent synchronous generator in small wind power generation has
a very wide range of applications, objectives for all aspects of the study on
permanent synchronous generators were to improve output power as much
as possible