MW级直驱式永磁风力发电机谐波及其影响分析

论文摘要

风能是一种干净的可再生能源,它的优势在于不需要燃料、不占用耕地、无污染、风力发电的运行成本低。世界各国的风力发电产业发展迅速,兆瓦级风力发电机已经比较普遍。虽然中国的风电产业起步得迟,但近年来每年新增的风电机组容量在全球范围内都是领先的。发展风力发电技术是中国解决能源问题的重要途径。永磁风力发电采用风力机直接驱动发电机的发电方式,虽然省去了齿轮箱,但这种方式却给发电机带来了更多的振动。直接驱动的方式也决定了发电机的额定转速太低,以至电机结构太大的特点。电机自身产生的脉动转矩对低速电机的影响是很大的,它和风力机的振动耦合在一起会使电机产生较大危害的振动。因此,应尽量减少气隙谐波磁场和电机运行时的时间谐波,降低脉动转矩。对于钕铁硼永磁体,应对其进行涡流损耗分析以避免温升过大而失磁。本文分析了永磁风力发电机空载时的磁场谐波情况,并探讨了削弱空间谐波的办法;将有限元模型的计算与电机外电路结合起来,更准确、更有效地分析了永磁风力发电机经不控整流方式带负载时的时间谐波情况;最后作了电机激振力和涡流损耗的分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 风力发电机的国内外研究现状
• 1.3 课题的主要研究内容
• 2 永磁风力发电机空间谐波分析
• 2.1 直驱式永磁风力发电机的空载磁场及齿谐波
• 2.2 减小永磁风力发电机空间谐波的措施
• 2.3 本章小结
• 3 永磁风力发电机的变流拓扑结构及其控制策略
• 3.1 电机侧采用不控整流方式的变流器拓扑结构
• 3.2 电机侧采用可控整流方式的变流器拓扑结构
• 3.3 本章小结
• 4 永磁风力发电机负载电流谐波及其影响分析
• 4.1 永磁风力发电机不控整流时的谐波分析
• 4.2 不控整流时的谐波影响分析
• 4.3 本章小结
• 5 全文总结
• 致谢
• 参考文献