并列結構混合勵磁同步發(fā)電機的有限元設計與分析.pdf

1、由于永磁電機磁場調(diào)節(jié)困難，本文提出了一種新型并列結構混合勵磁同步發(fā)電機，永磁部分和電勵磁部分并列安裝，兩部分定子鐵心相互獨立但共用一套定子繞組，因此磁路上的耦合關系非常小可忽略不計，永磁感應電勢和電勵磁感應電勢在定子繞組里進行疊加，通過調(diào)節(jié)電勵磁部分的勵磁電流來控制電勵磁感應電勢從而調(diào)節(jié)混合勵磁同步發(fā)電機的輸出電壓。
　　本文按照混合勵磁電機的特點將研究內(nèi)容分為永磁部分和電勵磁部分，其中對永磁部分主要進行轉(zhuǎn)子磁極優(yōu)化，將田口方法與

2、不均勻氣隙法相結合，在考慮定子斜槽的情況下對內(nèi)置“V”型轉(zhuǎn)子磁路結構的永磁電機磁密波形進行優(yōu)化，并與遺傳算法優(yōu)化得到的永磁部分電機的性能進行對比。
　　首先，以空載氣隙磁密諧波含量(THD)及空載氣隙磁密基波幅值(Bm(l))為約束條件，對6種轉(zhuǎn)子磁鋼結構進行優(yōu)化，最終選定4極內(nèi)置V型轉(zhuǎn)子磁極結構;然后，采用田口方法結合不均勻氣隙法，通過電磁場有限元計算，對4極內(nèi)置V型轉(zhuǎn)子磁極結構進行多變量優(yōu)化，優(yōu)化結果THD=4.54％，Bml

3、=0.789T。在該最優(yōu)結構基礎上采用遺傳算法進行分析，結果表明田口方法更為精確、方便;最后，在計及定子斜槽時計算最優(yōu)結構的線電勢中的諧波含量僅為1.25％。
　　在現(xiàn)有樣機的基礎上，采用時步有限元法，在計及定子斜槽條件下，對非導磁螺釘安裝和綁扎式安裝的表面磁鋼永磁同步發(fā)電機的氣隙磁密、空載感應電動勢以及齒槽轉(zhuǎn)矩進行了詳細分析。與綁扎式固定方式相比，非導磁螺釘所在截面的氣隙磁密諧波含量較明顯，7次諧波含量由11.7％增加至38.8