文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
直驱式永磁同步风力发电机的退磁风险分析
姓名:赖耀祖
申请学位级别:硕士
专业:电机与电器
指导教师:周理兵
2011-01-08
摘要
在已经开发利用的各种可再生能源中,风能因为具备其技术成熟、最具规模开发
条件及商业化发展前景等特点最为大家所看好。伴随着永磁电机在风力发电系统中的
广泛应用,永磁材料的退磁问题成为研究人员研究的重要课题。本文结合已有的分析
方法,对 MW 级表贴式永磁同步风力发电机进行了退磁风险分析,主要研究了以下几
方面的内容。
首先分析了永磁材料的退磁原理,从导致永磁材料发生不可逆的各方面原因出
发,结合永磁材料实际发生的退磁情况进行分析,得到了永磁电机退磁风险分析的研
究重点,并总结得到了进行系统退磁分析的流程图。
利用 ANSOFT 电磁场软件对 MW 级表贴式永磁风力发电机进行有限元分析包括
电机的空载性能、各种突然短路进行了分析;通过理论分析和仿真结果验证,得到了
各种故障工况下所能得到的最大电枢电流和获得最大电枢电流的初始条件;结合永磁
材料在最高工作温度 150℃下的退磁曲线,对最大去磁电枢电流下的永磁体磁场分布
进行了分析,得到发生最恶劣去磁情况下磁钢表面的磁密分布,计算了磁钢最低的局
部退磁工作点为 ,高于拐点电机不会发生不可逆去磁,也验证了电机在磁体设
计上的合理性;同时,通过对不同永磁体外形结构下去磁结果的对比,得到优化永磁
体外形可以提高永磁体抗去磁能力的结论;
最后分析了永磁体内的涡流对电机的影响,通过计算的空间谐波引起的永磁体内
的涡流损耗,分析了涡流对永磁体温升的影响;另外分析永磁体涡流在电机瞬态过程
起到的阻尼作用,通过三相短路电流和作图法计算了超瞬态电抗,推导出了等效阻尼
绕组漏抗,为电机瞬态模型的准确建立提供了研究依据。

关键词:退磁分析, 突然短路, 最大去磁工作点, 涡流影响

I
ABSTRACT
In all of the exploited renewable energy, the wind power generation is most widely
used, because of its mature technology development condition mercial prospect.
While the PM-motors are widely put into use, the ization of permanent ic
(PM) materials has been an important issue for researchers. Based on the existing analysis,
the thesis discusses the ization risk in a MW level surface mounted PMSM in
several aspects.
Firstly the thesis analyses the reasons for the ization in PM. From every
aspect of causing irreversible ization to PM, combining with the ization
in PM in actual situation, the research emphasis and the flowchart is summarized in how to
analyze the ization risk in PM.
The surface mounted PMSM is modeling in Ansoft Maxwell software. The
performances of PMSM including no-load and some sudden short-circuit are analyzed.
Through theoretical analysis and simulation results to check, this thesis obtains the different
initial conditions to get the maximize armature current in different fault conditions.
Combined with ization curve of permanent ic materials at maximum
operating