盘式永磁直流风力发电机的机械设计与仿真优化

论文摘要

随着社会经济的发展,能源越来越紧张。同时,使用传统能源导致的环境污染也日益严重,这些使得人们不得不寻找可再生能源以解决这些问题。在众多可再生能源中,风能由于其突出的优点而成为世界各国普遍重视的能源,风力发电技术也成为各国学者竞相研究的热点。相对于传统风力发电技术而言,直驱式变速恒频风力发电技术因其高效性正越来越受到重视。盘式永磁直流发电机是一种结构简单、高效坚固的低速发电机,它可以由风力机直接驱动,具有结构紧凑、通风效果好等优点,比较适合于直驱式变速恒频风力发电系统。本文在传统发电技术的基础上,以盘式永磁直流发电机为主要研究对象,进行了一定探讨,主要包括以下几个方面:(1)较为全面地介绍了国内外风力发电利用情况,盘式永磁直流发电机的发展概况和国内外研究现状。(2)介绍了盘式永磁直流发电机的结构、工作原理和电磁设计特点等,从而说明发电机应用于直驱式风力发电系统的可行性及优越性。(3)结合风力机结构的特点及实际使用情况,应用等效磁路分析法设计出发电机的基本参数。(4)利用有限元分析软件Ansoft Maxwell对所设计电机的静态场和瞬态场进行分析,分析结果与设计值进行比对,验证电机设计的合理性。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 世界风力发电利用现状
• 1.1.1 国外风力发电利用现状
• 1.1.2 国内风力发电利用现状
• 1.2 风力发电系统
• 1.2.1 风力机的分类
• 1.2.2 风力发电系统运行方式
• 1.3 风力发电技术
• 1.3.1 发电技术及其发展趋势简介
• 1.3.2 盘式永磁直流发电机的研究利用现状
• 1.4 本文选题的目的和意义
• 1.5 本文的主要研究内容
• 参考文献
• 第二章 盘式永磁直流发电机的基本理论
• 2.1 盘式永磁直流发电机的结构特点
• 2.1.1 盘式永磁直流发电机的结构形式
• 2.1.2 盘式永磁直流发电机的主要结构部件
• 2.2 盘式永磁直流发电机的基本电磁原理
• 2.2.1 磁场结构和特点
• 2.2.2 基本电磁关系
• 2.3 盘式永磁直流发电机的运行特性
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 盘式永磁直流发电机的电磁设计
• 3.1 永磁电机的等效磁路解析法
• 3.1.1 永磁电机的等效磁路结构
• 3.1.2 永磁电机等效磁路解析法的应用
• 3.2 盘式永磁直流发电机的参数设计
• 3.2.1 盘式永磁直流发电机的额定功率与额定电压设定
• 3.2.2 盘式永磁直流发电机的尺寸设计
• 3.3 本章小结
• 参考文献
• 第四章 盘式永磁直流发电机的仿真分析
• 4.1 有限元方法介绍
• 4.1.1 有限元法基本原理
• 4.1.2 永磁电机的电磁场问题
• 4.2 有限元分析软件Ansoft Maxwell简介
• 4.3 盘式永磁直流发电机磁场分析
• 4.3.1 静磁场分析
• 4.3.2 瞬态场分析
• 4.3.3 结果对比分析
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第五章 总结与展望
• 论文发表情况
• 致谢