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基本信息

作品名称:
无铁芯永磁直驱风力发电机
大类:
科技发明制作A类
小类:
机械与控制
简介:

利用ansoft仿真软件的maxwell平台,优化了传统永磁直驱风力发电机的极数、磁钢宽度和厚度;在相同情况下,对定、转子均为导磁材料,定、转子均为非导磁材料,定子为非导磁材料转子为导磁材料的三种电机以及加入Halbach列后的新型无铁心永磁电机进行了建模和仿真。结果表明:加入Halbach列后的新型无铁心永磁电机是一种重量较轻、气隙磁密相对较高的电机。最后利用瞬态场仿真验证了电机的动态性能。

详细介绍:

风力发电是人类利用风能解决能源紧缺和环境污染问题的重要途径,风力发电机是风力发电系统的核心能量转换部件。目前,风力发电机的类型主要有笼型异步发电机、异步双馈发电机和永磁同步发电机。笼型异步发电机和异步双馈发电机技术相对成熟,但变换装置复杂,因此,低速直驱、高效率、高可靠性的永磁直驱风力发电机是风力发电机的发展趋势。永磁直驱风力发电机有很多优点,但定转子之间的电磁吸力和齿槽转矩大,使得电机结构重量大,装配困难;且铁耗严重。无铁心永磁直驱风力发电机不仅继承了永磁直驱风力发电机的诸多优点,而且消除了电机的齿槽转矩及电枢的铁心损耗,减轻了电机的结构重量,装配容易,在风能的开发利用中具有广阔的应用前景项目组利用ansoft仿真软件的maxwell2D平台,优化了传统永磁直驱风力发电机的极数、磁钢宽度和厚度;在转子直径不变的情况下,对定子、转子均为导磁材料、定、转子均为非导磁材料和定子为非导磁材料转子为导磁材料的三种永磁直驱风力发电机进行了建模和仿真,比较分析了这3种发电机的优缺点;为了减轻电机的结构重量、提高电机的气隙磁密,提出了无铁心永磁直驱风力发电机,并对比研究加入Halbach列之后的新型无铁心永磁电机与上述三种永磁电机的重量和气隙磁密Bδ的大小;仿真和计算结果表明:加入Halbach列后的新型无铁心永磁直驱风力发电机是一种重量较轻、气隙磁密相对较高的电机。对电机结构优化的同时,项目组根据优化结果绘制了电机三维模型,同时利用瞬态场仿真验证了电机的动态性能,验证结果表明电机可以正常运行。最后,项目组利用AutoCAD绘图软件绘制了电机的结构图纸,样机正紧张的在加工中。

获奖情况:

第十二届“挑战杯”作品 二等奖
2009年3月,获得上海市教委的“大学生创新活动计划项目”的1万元资助,学校配套1万元(项目号:10SCX14)。

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