圆筒型永磁直线发电机的设计与定位力分析

提出了一种基于Halbach阵列结构的圆筒型永磁直线发电机设计方案,详细阐述了该发电机的结构和工作原理,并且采用有限元法对发电机进行电磁分析。得到了发电机的空载反电动势波形以及负载特性。通过改变发电机定子铁心的轴向长度及其边端齿的高度对电机进行了优化设计,得到了发电机铁心轴向长度和边端齿高度的最优尺寸。分析结果表明,优化之后发电机的定位力大幅降低,所得到的仿真结果为圆筒型永磁直线发电机的设计与优化提供了理论依据。     

一种新型永磁直线磁齿轮复合发电机的设计

为了提高发电机的功率密度和发电效率,提出了一种用于碟式斯特林太阳能热发电系统的圆筒型永磁直线磁齿轮复合发电机。发电机将圆筒型永磁直线发电机与圆筒型直线磁齿轮耦合在一起,有效地提高发电机功率密度和系统发电效率。同时利用有限元软件,建立电机二维模型,分析电机空载和负载特性,并利用正交试验法对电机结构参数进行优化,提高空载反电动势基波幅值,降低谐波含量。最后对电机定位力进行了优化并采用冻结磁导率法分析电机电感参数,以满足发电需求。     

圆筒型Halbach永磁单相直线发电机的设计与分析

为了提高海洋表面小波浪能量转换成电能的效率,提出了一种圆筒型Halbach永磁单相直线发电机的结构模型,采用有限元分析法对该永磁单相直线发电机的内部电磁场动态特性进行分析。根据分析电机结构参数对电机性能的影响,优化了电机齿槽结构。分析Halbach永磁体结构的充磁角度的不同对电机磁场性能和磁密曲线的影响。采用磁场能计算的方法对电机的定位力波动进行分析。最后,给出了电机在小波浪运行情况下的实验测试结果。分析和研究表明:圆筒型Halbach永磁单相直线发电机具有磁场正弦性高、定位力波动幅值小、能量转换效率高、结构简单、应用成本低等特点,在海洋波浪能发电领域具有较好的应用前景。     

石油提炼管加热用永磁直线发电机性能分析

文章首次将特殊结构的永磁直线发电机的应用扩展到石油提炼管加热领域。详细阐述了石油提炼管加热用永磁直线发电机的结构和工作原理。并且基于电磁场有限元分析软件Maxwell 2D,对一石油提炼管加热用永磁直线发电机进行有限元分析,得到了该电机静态时和瞬态时的磁场分布图以及电磁力、涡流损耗功率与速度的关系曲线。仿真结果可以用来指导石油提炼管加热用永磁直线发电机的理论研究和本体设计。     

120°相带环形绕组圆筒型永磁直线发电机定位力降低的优化设计

圆筒型永磁直线发电机(TPMLG)采用120°相带环型绕组可以提高其功率密度,然而,TPLMG具有较大的定位力,这会引起发电机的振荡甚至使系统不稳定.为了解决这一问题,该文对120°相带环形绕组(120°-TPMLG)的圆筒型永磁直线发电机进行优化设计.首先利用有限元方法研究不同结构参数(定子铁心长度、极弧系数、槽肩宽度、定子齿宽和气隙长度)对定位力的影响.根据分析结果,结合田口方法对发电机进行优化设计,在不损失输出功率的情况下使定位力最小,得到120°-TPMLG的最优结构参数.为了验证优化设计过程的有效性,将优化后的120°-TPMLG与初始发电机的性能进行比较.结果表明,优化后的120°-TPMLG的定位力得到了极大的减小,输出功率也略有增加.因此,该文采用的优化方法对减小120°-TPMLG的定位力是有效的.     

用于海浪发电永磁圆筒型直线发电机的结构优化与分析

波浪能是一种新型的清洁能源,近几年提出了多种对波浪能进行开发的方案,但大多都是在波浪能和发电机之间加入转化装置,这样效率低,成本较高。该文提出了永磁圆筒型直线发电机可以将波浪能直接转化为电能。详细阐述了该发电机的结构,并且基于电磁场有限元分析软件Ansoft对于发电机进行仿真,得到空载电压的波形。通过改变永磁体长度对发电机进行优化设计,最后给出优化后发电机的三相空载电压波形和负载特性。仿真结果可以指导磁体结构的圆筒型直线发电机的理论研究。     

圆筒型永磁直线磁齿轮复合发电机的设计

为了提高发电机的运行速度,降低机械损耗,提高系统工作效率,提出了一种用于碟式斯特林太阳能热发电的圆筒型永磁直线磁齿轮复合发电机。电机将圆筒型直线磁齿轮与圆筒型永磁直线发电机耦合在一起,有效地提高电机功率密度和系统发电效率。利用有限元Maxwell软件,建立电机二维模型,分析电机空载和负载特性,并利用正交实验法对电机结构参数进行优化,提高反电动势基波幅值,降低谐波含量,以满足用电需求。     

120°相带环形绕组圆筒型永磁直线发电机定位力降低的优化设计（英文）

圆筒型永磁直线发电机(TPMLG)采用120°相带环型绕组可以提高其功率密度,然而,TPLMG具有较大的定位力,这会引起发电机的振荡甚至使系统不稳定。为了解决这一问题,该文对120°相带环形绕组(120°-TPMLG)的圆筒型永磁直线发电机进行优化设计。首先利用有限元方法研究不同结构参数(定子铁心长度、极弧系数、槽肩宽度、定子齿宽和气隙长度)对定位力的影响。根据分析结果,结合田口方法对发电机进行优化设计,在不损失输出功率的情况下使定位力最小,得到120°-TPMLG的最优结构参数。为了验证优化设计过程的有效性,将优化后的120°-TPMLG与初始发电机的性能进行比较。结果表明,优化后的120°-TPMLG的定位力得到了极大的减小,输出功率也略有增加。因此,该文采用的优化方法对减小120°-TPMLG的定位力是有效的。     

铁路货车发电装置试验研究

为了能够给铁路货车无线ECP制动系统的电子设备提供电力能源,设计了一种Halbach阵列结构永磁直线发电机。结合27t轴重货车车辆的结构特点与垂向振动特性,对永磁直线发电机进行了结构设计。运用Ansoft电磁场有限元分析软件建立永磁直线发电机的仿真模型,得到设计发电机的气隙磁密与空载反电势,并利用整流滤波仿真电路得到发电机的负载电压。通过用液压振动试验台模拟线路运行工况,对样机进行了性能测试,试验结果表明,发电机设计方案正确。最后提出了进一步地优化改进措施。     

直驱型海浪发电系统输出功率优化控制策略

直驱型海浪发电系统具有结构简单、安全性高、易于维护的特点。文中以直驱型永磁直线海浪发电机为研究对象,建立了永磁直线发电机的数学模型,推导了基于双自由度和单自由度控制模式的优化功率算法,提出了基于优化功率算法的发电机电磁力控制策略:以海浪的周期和幅值为输入信号,在线计算最优电磁力目标值;发电机电磁力控制采用dq同步旋转坐标下带前馈补偿的矢量解耦控制方法,实现了对永磁直线发电机的解耦控制,充分利用了发电机容量。搭建了基于MATLAB/Simulink的直驱型永磁直线海浪发电机模型,并对直驱型海浪发电的2种优化功率跟踪算法进行了仿真与对比分析,结果验证了模型的合理性及控制策略的有效性。     

风力发电机绕组分布参数对过电压分布影响研究

分析永磁风力发电机绕组分布参数对电机内部过电压分布的影响,对绕组绝缘设计具有重要意义。针对永磁风力发电机定子绕组的结构特点,利用有限元分析软件建立定子槽模型并计算其分布参数。对来自变流器的陡上升沿高频脉冲电压作用下的定子绕组过电压分布特性进行仿真分析,研究绕组分布参数对匝间过电压分布的影响,并讨论改变分布参数对优化过电压分布的效果。通过对绕组分布参数的研究,提出改善绕组过电压不均匀分布的初步措施。     

离网型低速高效永磁风力发电机的研制

本文针对风力发电机的技术条件,介绍了低速永磁式风力发电机的设计特点,详细分析和比较了径向、切向两种转子结构的优缺点,在此基础上,设计了一台样机,最后,根据低速永磁式发电机的特点,给出了发电机的试验方法和试验数据,结果令人满意.     

2kW直驱式永磁同步风力发电机设计与仿真

针对现有永磁风力发电机结构存在的不足,分析设计了一种新型直驱式永磁同步风力发电机。应用磁路法对电机进行了电磁设计,初步确定了电机的主要尺寸参数;采用有限元数值方法分析了其空载和负载情况下的磁场分布规律,获得了永磁同步发电机的电磁特性,验证了电磁设计的正确性。     

带感性负载时三相永磁同步发电机电压特性及设计研究

对带感性负载三相永磁同步发电机的电压特性进行了研究分析,提出了合理设计电机参数可有效减少电压变化率的永磁同步发电机设计理论。对不同xd/xq比值的永磁同步发电机的电压变化率进行了仿真计算,设计了一台12kW三相永磁同步发电机样机,实际结果验证了设计理论的有效性及实用性。     

直驱式永磁同步风力发电机性能研究

通过等效磁路法设计了额定功率1.5MW的直驱式永磁风力发电机;为了深入研究额定功率1.5MW的直驱式永磁风力发电机的运行特性,采用场路结合法分析了永磁风力发电机在空载、额定负载和短路情况下的运行特点,并验证了所设计永磁风力发电机的可行性;在此基础上,将极孤系数、负载变化对永磁同步发电机输出功率的影响进行了仿真;对比研究了每极每相槽数对永磁同步发电机性能的影响.结果表明:极槽匹配对直驱式风力永磁发电机性能有很大影响;通过合理选择极数、槽数以及极弧系数,可以减少输出电压谐波分量的影响,降低永磁材料的使用,节省成本,有助于直驱式风力永磁发电机获得良好的性能.     

基于多物理场耦合的直驱永磁同步风力发电机定子绕组优化设计

直驱永磁风力发电机具有结构简单、成本低、运行可靠等优点,在风能发电领域具有潜在的应用价值。以1台1 200 kW直驱永磁同步风力发电机为研究对象,进行了电磁场、温度场及热应力场等多物理场耦合分析,考虑由于温度变化及热变形对永磁体、铜线等电磁材料性能的影响,最终实现电磁性能、温度及形变的收敛,从而更为准确地分析发电机性能。以多物理场耦合分析方法对该发电机进行定子绕组优化设计,使绕组设计更加合理。所得结论对直驱永磁同步风力发电机设计具有一定的参考价值。     

双三相永磁同步发电机多目标优化设计

为实现双三相永磁同步发电机(PMSG)的低固有电压调整率、高发电效率和低成本的特性,研究了侧重于降低固有电压调整率的多目标优化设计方案。采用解析法建立单元电机磁链模型,以永磁体磁化方向长度、永磁体所跨弧长和单元电机相绕组匝数为设计变量,分析上述参数对固有电压调整率、发电效率等评价指标的影响,并提出了基于权重系数的多目标优化函数。分别用标准遗传算法(SGA)、差分进化算法(DE)和基于以上2种算法的混合遗传算法(HGA)优化设计参数并进行对比。试验结果表明,HGA优化效果与设计目标具有良好的一致性,与初始设计参数相比,优化后的电机输出能力以及稳压能力均有所改善。     

直驱低速2 MW永磁同步风力发电机设计和有限元分析

利用传统的等效磁路法对输出功率为2 MW无齿轮传动直驱永磁同步发电机进行了设计,并用有限元法进行分析,以对设计进行验证.分析了电机结构对运行特性的影响,如齿槽转矩和输出电压,得出了一些对设计有指导作用的结论.     

方波永磁风力发电机性能分析

设计额定功率为1.5 MW的方波永磁风力发电机,采用场路结合法,利用Ansoft软件分析了方波永磁风力发电机在空载、额定负载情况下的运行特点,在此基础上,对比分析了方波永磁风力发电机与三相正弦波的永磁风力发电机的额定负载情况下的电磁特性,为今后设计方波永磁风力发电机提供有价值的参考依据。