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《永磁內(nèi)嵌凸極式海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計分析研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、隸。軔大·粵博士學(xué)位論文萬方數(shù)據(jù)永磁內(nèi)嵌凸極式海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計分析研究專業(yè)名稱：皇氫王程研究生姓名：鄞玉邀導(dǎo)師姓名：桂鶴蠶．塾拯本論文獲國家自然科學(xué)基金項目(51077012)與江蘇省產(chǎn)學(xué)研前瞻性研究項目(BY2011151)資助。萬方數(shù)據(jù)STUDYoNDESIGNANDANALYSIS0FPERMANENTMAGNETEMBEDDEDSALIENTPoLEoFFSHoREWINDGENERAToRADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcad
2、emicDegreeofDoctorofEngineeringBYGUOYu-jingSupervisedbyLINHe—yunSchoolofElectricalEngineeringSoutheastUniversityOctober,2014萬方數(shù)據(jù)東南大學(xué)學(xué)位論文獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得東南大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材
3、料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。研究生簽名：二酶立鎏日期：絲也_叫乒一東南大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明東南大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、國家圖書館有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。除在保密期內(nèi)的保密論文外，允許論文被查閱和借閱，可以公布(包括刊登)論文的全部或部分內(nèi)容。論文的公布(包括刊登)授權(quán)東南大學(xué)研究生院辦理。研究生簽名：耋；址導(dǎo)師簽名萬方數(shù)據(jù)摘要海上風(fēng)力發(fā)
4、電因其獨特的優(yōu)勢而具有廣闊的發(fā)展前景。我國海上風(fēng)力發(fā)電起步較晚，對國外技術(shù)依賴性強(qiáng)，因此，掌握大型海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)研發(fā)的核心技術(shù)，并實現(xiàn)完全的自主研發(fā)生產(chǎn)，是國內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)亟待解決的問題。永磁內(nèi)嵌凸極式風(fēng)力發(fā)電機(jī)(PMESPWG)是一種永磁內(nèi)嵌于凸極磁極的新型模塊化轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由于永磁體可以免受惡劣環(huán)境的侵蝕，因此它在海上風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。該大型永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu)獨特，其電磁場和溫度場分布及變化規(guī)律有別于傳統(tǒng)大型發(fā)電機(jī)，因此針對該新型結(jié)構(gòu)電機(jī)進(jìn)行深入的電磁設(shè)計、性能參數(shù)計算與溫度場分
5、析研究具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。本文以3．3MW的PMESPWG為對象，對該發(fā)電機(jī)的電磁設(shè)計、磁場解析與電磁參數(shù)計算、流場與溫度場計算、空載與負(fù)載及溫升試驗等進(jìn)行了較為深入的研究與分析。論文的主要研究工作與成果如下：介紹和分析了本課題的研究背景和意義。闡述了海上風(fēng)力發(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀并預(yù)測了其發(fā)展前景，對目前常用的和正在研究的幾種海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行了介紹，分析了PMESPWG應(yīng)用于海上風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢。提出了PMESPWG的電磁設(shè)計方法并將其開發(fā)為設(shè)計軟件。結(jié)合大型水輪發(fā)電機(jī)與永磁電機(jī)的設(shè)計經(jīng)驗，
6、根據(jù)該發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點給出其獨特的電磁設(shè)計方法，采用磁路法獲得初步電磁參數(shù)，并利用有限元方法對計算結(jié)果進(jìn)行驗證，在此基礎(chǔ)上開發(fā)了相應(yīng)的電磁設(shè)計軟件，為同類型電機(jī)的設(shè)計開發(fā)提供了平臺。提出了兩種快速有效的計算該發(fā)電機(jī)氣隙磁場分布的方法。一種為基于集總參數(shù)的解析計算方法，該方法通過建立多子回路模型，最終融合相對磁導(dǎo)獲得定子開槽時的徑向氣隙磁場分布；另一種為采用有限元與解析法相結(jié)合的方法，該方法考慮了定子開槽對氣隙徑向和周向磁場分布的影響，獲得了準(zhǔn)確的氣隙磁場分布結(jié)果，實現(xiàn)了永磁內(nèi)嵌式電機(jī)氣隙磁場的快速精確計算
7、。計算并研究了該發(fā)電機(jī)的重要特性參數(shù)?；诙ㄗ佑胁蹠r的解析計算模型和能量法分別計算了交直軸電感和齒槽轉(zhuǎn)矩，并研究了兩者隨磁極尺寸等參數(shù)的變化規(guī)律；對發(fā)電機(jī)的突然短路電流表達(dá)式進(jìn)行了推導(dǎo)，并計算了空載和負(fù)載時的突然短路最大電流倍數(shù)。計算并分析了該發(fā)電機(jī)內(nèi)流場和溫度場分布情況。建立了電機(jī)的四分之一分析模型，給出了三維穩(wěn)態(tài)傳熱方程及求解邊界條件，基于計算流體動力學(xué)(CFD)采用流熱耦合技術(shù)，對冷卻介質(zhì)流場及電機(jī)內(nèi)的溫度場進(jìn)行了計算和分析，并得到了一些重要規(guī)律。開發(fā)了PMESPWG樣機(jī)并進(jìn)行了試驗研究。根據(jù)最終的
8、設(shè)計參數(shù)制造了樣機(jī)，并進(jìn)行空載、負(fù)載及溫升試驗，試驗結(jié)果驗證了電磁設(shè)計、磁場解析計算方法和溫度場分析方法的正確性。萬方數(shù)據(jù)東南大學(xué)博士學(xué)位論文研究結(jié)果表明永磁內(nèi)嵌凸極式海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有較高的功率密度，較好的電磁性能及良好的通風(fēng)散熱效果，滿足海上風(fēng)力發(fā)電對發(fā)電機(jī)的特殊要求，在該領(lǐng)域中具有較好的發(fā)展前景。研究成果已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，對我國大型海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義，有助于我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)掌握海上風(fēng)力發(fā)電的核心技術(shù)。關(guān)
