永磁同步風(fēng)力發(fā)電機的設(shè)計(已修改)
2025-08-17 09:07 本頁面
【正文】 哈爾濱工業(yè)大學(xué)《交流永磁同步電機理論》課程報告題 目：永磁同步風(fēng)力發(fā)電機的設(shè)計院 (系) 電氣工程及其自動化 學(xué) 科 電氣工程 授 課 教 師 學(xué) 號 研 究 生 二〇一四年六月第1章 小型永磁發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)小型風(fēng)力發(fā)電機因其功率低，體積小，一般沒有減速機構(gòu)，多為直驅(qū)型。發(fā)電機型式多種多樣，有直流發(fā)電機、電勵磁交流發(fā)電機、永磁電機、開關(guān)磁阻電機等。其中永磁電機因其諸多優(yōu)點而被廣泛采用。按照永磁體磁化方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向的相互關(guān)系，永磁發(fā)電機可分為徑向式、切向式和軸向式。（1）徑向式永磁發(fā)電機 徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)中永磁體磁化方向與氣隙磁通軸線一致且離氣隙較近，漏磁系數(shù)較切向結(jié)構(gòu)小，徑向磁化結(jié)構(gòu)中的永磁體工作于串聯(lián)狀態(tài)，只有一塊永磁體的面積提供發(fā)電機每極氣隙磁通，因此氣隙磁密相對較低。這種結(jié)構(gòu)具有簡單、制造方便、漏磁小等優(yōu)點。徑向磁場永磁發(fā)電機可分為兩種：永磁體表貼式和永磁體內(nèi)置式。表貼式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單、極數(shù)增加容易、永磁體都粘在轉(zhuǎn)子表面上，但是，這需要高磁積能的永磁體（如釹鐵硼等）來提供足夠的氣隙磁密?？紤]到永磁體的機械強度，此種結(jié)構(gòu)永磁電機高轉(zhuǎn)速運行時還需轉(zhuǎn)子護套。內(nèi)置式轉(zhuǎn)子機械強度較高，但制造工藝相對復(fù)雜，制造費用較高。徑向磁場電機用作直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機，大多為傳統(tǒng)的內(nèi)轉(zhuǎn)子設(shè)計。風(fēng)力機和永磁體內(nèi)轉(zhuǎn)子同軸安裝，這種結(jié)構(gòu)的發(fā)電機定子繞組和鐵心通風(fēng)散熱好，溫度低，定子外形尺寸??；也有一些外轉(zhuǎn)子設(shè)計。風(fēng)力機與發(fā)電機的永磁體外轉(zhuǎn)子直接耦合，定子電樞安裝在靜止軸上，這種結(jié)構(gòu)有永磁體安裝固定、轉(zhuǎn)子可靠性好和轉(zhuǎn)動慣量大的優(yōu)點，缺點是對電樞鐵心和繞組通風(fēng)冷卻不利，永磁體轉(zhuǎn)子直徑大，不易密封防護、安裝和運輸[1]。表貼式和徑向式的結(jié)構(gòu)如圖11 a)所示。a)徑向式結(jié)構(gòu) b)切向式結(jié)構(gòu)1－永磁體 2－硅鋼片 3－軸 4－隔磁套 5－緊固套圖11 徑向式、切向式永磁電機結(jié)構(gòu)圖（2）切向式永磁發(fā)電機 結(jié)構(gòu)如圖11 b)所示。切向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)中，永磁體磁化方向與氣隙磁通軸線接近垂直且離氣隙較遠，其漏磁比軸向式結(jié)構(gòu)、徑向式結(jié)構(gòu)要大。但是，在切向式結(jié)構(gòu)中永磁體并聯(lián)作用，有兩個永磁體截面對氣隙提供每極磁通，可提高氣隙磁密，尤其在極數(shù)較多的情況下更為突出。因此適合于極數(shù)多且要求氣隙磁密高的永磁同步發(fā)電機[2]。（3）軸向式永磁發(fā)電機 軸向磁通發(fā)電機繞組物理位置被轉(zhuǎn)移到端面，電機的軸向尺寸相對較短。與徑向磁場電機相比，軸向磁通電機的磁路長度要短些。電機中導(dǎo)體電流呈徑向分布，這樣有利于電樞繞組散熱，可取較大電負荷，其中雙定子中間轉(zhuǎn)子盤式結(jié)構(gòu)用得較多，結(jié)構(gòu)如圖12所示。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)動慣量
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