永磁风力发电机

摘要： 永磁风力发电机定转子偏心会造成发电机气隙分布不均匀而产生磁场不平衡,使发电机振动加剧,严重时甚至引发转子扫膛,使发电机损坏失效。以某兆瓦级永磁风力发电机为研究对象,理论分析了气隙偏心对发电机气隙磁密和径向电磁力的影响,对于不同气隙偏心量下的风力发电机瞬态电磁场开展有限元分析,获得气隙磁密和径向电磁力分布特性变化规律,进而开展径向电磁力作用下定子谐响应分析,以掌握气隙偏心引起的定子振动响应特性。结果表明:随着气隙偏心量的增加,气隙最小处气隙磁密幅值增大,径向电磁力新增边带分量;发电机定子振动响应中工作频率的倍频幅值也随之增大,其中二阶径向模态响应幅值最大。所得结果可为发电机气隙监测方法研究提供一定的理论依据。

摘要： 针对永磁直驱风力发电机的多参数辨识问题以及传统参数辨识方法的收敛精度差、收敛速度慢等问题,提出了引入平均最优位置变量的自适应空间搜索向量的改进粒子群算法(MDPSO),对永磁直驱风力发电机参数辨识.根据永磁直驱风力发电机定子电压电流模型,进行pade近似并降阶处理后进行离散化,建立直驱风力发电机辨识模型;引入自适应空间搜索向量和平均最优位置变量改进粒子群算法;应用提出的MDPSO辨识直驱风力发电机定子绕组的电阻、电感和磁链等参数.算例仿真结果表明,提出的辨识算法具有精度高、计算速度快、稳定性高等特点,从而验证了建立的直驱风力发电机辨识模型及辨识算法的有效性.

摘要： 在ANSYS的RMxprt中建立永磁风力发电机的初步仿真模型,将该模型导入到Maxwell 2D中,得到发电机的最终仿真模型.对Maxwell 2D仿真模型与机电仿真软件Simplorer中建立的发电机外电路进行场路耦合协同仿真,得到正常状态下和不同程度匝间短路故障时的定子电流信号.对经小波包分解重构的定子电流信号进行快速傅里叶变换分析,得到了发电机匝间短路故障的特征频率谐波,提出了以分数次谐波信号幅值的变化作为诊断匝间短路故障,并分析了故障严重程度和特征频率谐波幅值变化之间的关系.

摘要： 以一台2.5MW直驱永磁风力发电机为例,根据发电机本体冷却结构及传热方式,建立计算流体力学的流体与固体耦合温度场三维传热模型,运用有限体积法对发电机全域温度场及流体场进行求解计算,并分析关键因素参数变化规律.通过分区域温度监测实验,验证计算方法的准确性.得出了2.5MW直驱永磁风力发电机内部温升分布规律及冷却流体流动特性,分析了发电机内主要散热途径及传热特性,并验证了分区域温度监测方法的正确性及强制风冷冷却的局限性.

摘要： 以1台海上6 MW中速永磁风力发电机为研究对象,针对不同电磁方案进行电机电磁特性仿真分析,结果显示:采用不等气隙斜槽电磁方案产生的齿槽转矩仅为额定转矩的0.74％,线电压波形畸变率为1.72％,该电磁方案下的负载特性和短路特性均能满足产品设计要求.冷却方案采用空-空冷却方式,并通过温度特性分析验证了方案的可行性.根据该设计方案制作了2台样机进行试验验证,结果表明电机空载电压、空载损耗、定子绕组温升和效率特性试验结果与仿真分析结果基本吻合,验证了该设计的合理性.

摘要： An appropriate main protection configuration scheme for stator winding is a key to safe and reliable operation of large generator. In this paper, the types and quantities of internal short circuit faults in large-sized permanent magnet synchronous wind turbines are analyzed. Statistics is done for fault type, location and quantity of GW82-1500 type permanent magnet synchronous wind turbine. Then, the finite element method is used to calculate the current of each phase and branch, the sensitivities of multiple kind of differential protection schemes are analyzed and calculated, and the dead zone location of the main protection device is obtained. On the basis of analysis aforementioned, a main protection scheme of GW82-1500 generator is proposed.%定子绕组短路主保护配置方案的选择是大型发电机安全可靠运行的前提.文章首先分析了大型永磁风力发电机定子绕组短路故障类型和数目,主要是对GW82-1500永磁风力发电机绕组的故障类型、位置和数目做出统计.然后通过有限元法,计算出发电机绕组短路时各相及各分支电流,进而对各种差动保护的灵敏度进行分析计算,得出主保护装置动作时易致保护死区的位置.根据匝间短路和相间短路的分析结果,总结了灵敏度变化规律,在此基础上,提出了GW82-1500发电机绕组主保护配置方案.

摘要： 针对含高渗透率风电的独立电网频率不稳定问题,对永磁风电机组参与调频进行了研究.为实现风电机组具备功率调节容量,在机侧变流器控制算法中引入降载系数,分析降载后风电机组的相关特性.提出了基于模糊控制器的转矩补偿方法,实现机侧变流器调节电网功率平衡.仿真对比表明,文章的控制策略能够提高独立电网频率稳定性,保证了同步发电机较大的调节裕度.%Aiming at the frequency stability problem of independent power grid with high penetration wind power, the research of permanent magnet wind turbine participating in frequency modulation is carried out. In order to realize the power regulation capacity of wind turbines, the load shedding coefficient is introduced into the control algorithm of the side converter, and the related characteristics of the wind turbine after load reduction are discussed. Furthermore, in order to restrain the influence of load and wind speed fluctuation on the frequency of independent power grid, a torque compensation method based on fuzzy controller is proposed to realize the power balance adjustment of the side converter. Finally, the simulation results show that the proposed control strategy can improve the frequency stability of the independent power grid and ensure the large regulation margin of the synchronous generator.

摘要： 为了提高风力发电机的工作效率和运行可靠性,减少齿轮箱、减小尺寸和重量,采用了分数槽绕组和增加极数的设计方案.通过分析对比和优化设计,提出了每极每相槽数q=8/7,极数84和槽数为288的设计方案,并经过容量为2.0MW真机的验证试验,证明了所具有的优越性能,达到了预期要求.

摘要： 随着越来越多的半直驱永磁风力发电机应用在风力发电系统中,对大型中速永磁同步电机的研究逐渐深入,半直驱永磁风力发电机相对于直驱永磁风力发电机的转速有大幅提高,其难点在于电磁场、温度场以及机械结构的多重耦合,给500kW半直驱永磁风力发电机的电磁设计带来了挑战.本文介绍了半直驱永磁同步风力发电机设计的特点,重点介绍了湘潭电机股份有限公司生产的TYCL500-16500kW375r/m450V三相永磁同步发电机的设计原则,对该型永磁发电机的气隙值确定、冷却结构、转子磁极固定方式进行了说明,对发电机性能进行了仿真计算,计算结果表明发电机性能达到较高技术指标,为永磁电机设计提供参考.

摘要： 本文介绍了我公司半直驱永磁风力发电机定子线圈及其绕组绝缘结构设计,对定子线圈介质损耗、绝缘电阻及工频击穿试验数据进行了测量和分析,试验研究表明我公司半直驱永磁风力发电机采用的绝缘材料及绝缘结构设计能够满足机组设计要求.

摘要： 本文介绍了直驱永磁风力发电(DDPMG)系统的发展趋势和基本特点,并重点介绍了1.5MW直驱永磁风力发电机的总体研发情况,包括电磁设计、总体设计、结构特点、基本参数等,样机试验表明,该机型各项性能指标先进,设计计算精度较高.

摘要： 以1.5MW高速永磁同步风力发电机为研究对象,对永磁风力发电机电磁设计方法进行了详细分析和研究,设计了永磁风力发电机发电机电磁方案,介绍了高速永磁同步风力发电机电磁参数的设计原则建立发电机电磁场二维有限元计算模型,给出空载和负载工况时的电磁场分布,并计算了定子一个齿距内的齿槽转矩,为大功率高速永磁风力发电机的设计提供了一些有意义的参考.

摘要： 本文对一台32极、1.5MW的永磁风力发电机单元结构内不同位置失磁进行了研究.首先建立了该电机的外电路模型和二维非线性全域模型,采用场路耦合时步有限元法和麦克斯韦应力法相结合,计算了失磁故障前后电机内定、转子的受力情况.计算结果表明转子上的相邻永磁体发生失磁故障后,仅失磁永磁体对应的定、转子表面的电磁力几乎为零,相隔永磁体发生失磁故障后,不仅失磁永磁体对应的定、转子表面的电磁力几乎为零,他们之间的永磁体对应的定转子表面的电磁力会削弱,通过轮毂与失磁永磁体构成闭和回路的永磁体对应的电磁力会加强.靠近轮毂辐条的永磁体失磁故障比其他位置失磁永磁体产生的电磁力合力较强.

摘要： 为了降低永磁风力发电机的成本,本文提出了将低温冷却技术应用于永磁风力发电机的观点,通过降低永磁体的工作温度,使得电机可采用较低牌号的磁钢.文中对低温冷却技术的原理做了简要概述,为了验证该技术的可行性,将2MW永磁风力发电机作为研究对象,对其进行了流固耦合数值分析与计算.计算与分析结果表明,低温冷却技术可大幅降低电机温升,尤其是永磁体的工作温度.采用该技术来达到减少永磁体成本的目的是可行的.

摘要： 阐述了由一台烧损的鼠笼型异步电动机改制成永磁风力发电机的简单而又低成本的方法.首先讨论了与风轮机配套的各种不同型式的发电机,并探讨了风力发电机的一般性能.然后介绍了由烧损的普通鼠笼异步电动机改制成可用的多磁极、低转速永磁发电机的工作程序.最后,通过其性价比分析,提出了按此方法研制的500W和1.5 kW发电机的试验结果.

摘要： 无铁芯轴向磁通永磁发电机具有启动转矩低,效率高,结构紧凑等优点,非常适用于低风速条件下发电.本文对一种无铁芯轴向磁通永磁风力发电机的原理和电磁参数进行了分析和推导,建立起发电机有限元分析模型,首先分析了瞬态条件下电机气隙磁场磁场分布规律,进而分析了发电机各部件运动受力特点,最后分析了空载和带载条件下发电机瞬态输出特性.

摘要： 永磁直驱风力发电系统机组结构简单、发电效率高是风场广泛使用的机型.为了解决风力发电能量转换技术的研究问题,并对风力机的运行特性进行了理论分析,提出了用永磁直驱风力发电机组能量转换平台,模拟实际直驱型永磁风力发电机组电气特性的技术方案.本平台利用PLC控制实现了风机整体的运行逻辑和风力机模拟.通过交流变频器驱动异步电动机托动永磁发电机模拟风轮的运动特性,并在永磁同步发电机定子侧接配有矢量控制策略的全功率变流器,达到了电能转换的目的.平台实现了10kW永磁直驱风力发电系统风速风况模拟、发电机能量输出特性模拟、拖网保护模拟等功能.

摘要： 基于对流换热系数随着转速变化而变化,本研究针对不同工况下定、转子间气隙流场对发电机温度场的影响开展了研究.以发电机稳态温度场测试数据为依据,采用CFX软件对其定、转子间气隙处流场进行数值分析.通过模拟计算不同转速和载荷对应气隙处流体流速沿径向分布规律,并结合相同工况下转子磁钢表面温度场分布情况,得出气隙流速随工况的分布规律及温度场与流场之间的内在联系;选择流场分布合理对应的最佳运行载荷,再结合经验公式计算得到定、转子表面最优对流换热系数,以便为全域温度场数值计算提供有效参数.

摘要： 一种申请提供一种永磁直驱风力发电机外转子和永磁直驱风力发电机。该永磁直驱风力发电机外转子包括：转子本体；及磁极，设置于所述转子本体内侧；其中，所述转子本体的外表面设有若干个沿周向排布的散热筋，所述散热筋包括进风端和出风端，所述进风端的延长线与所述外转子的转动方向之间的第一夹角大于0度小于90度。该永磁直驱风力发电机外转子具有良好的散热效果。

摘要： 本实用新型涉及发电机技术领域，尤其涉及一种永磁发电机转子、永磁发电机以及小型风力发电机。所述永磁发电机转子包括转子陶瓷和轴孔，所述轴孔用于固定套接转子轴，所述转子陶瓷一端面上靠近所述轴孔处设置有多个围绕所述轴孔呈圆周分布的多个凸台，相邻的两个凸台之间设置有一条凹槽，所述凹槽远离所述轴孔的一端设置有贯穿所述转子陶瓷的通风孔，所述通风孔与所述凹槽连通，所述转子陶瓷表面安装有一片钢圈，所述钢圈的内侧面与所述凸台的外侧面抵接。本实用新型提出的一种永磁发电机转子，对于发电机的多种运行温度环境下的异常温升具有较好的散热效果，可有效保证发电机长时间运行，避免因过高温升而停机维护的发生。

摘要： 本发明公开了一种永磁风力发电机的磁极固定装置及永磁风力发电机。所述永磁风力发电机的磁极固定装置包括多个第一固定块组件、多个第二固定块组件和多个径向限制组件。每一所述第一固定块组件包括多个沿所述转子的轴向方向间隔设置的第一固定块，每个所述第二固定块组件设置于所述磁极模组的两侧面。相邻的两个所述第一固定块组件用于限制其中所容纳的所述磁极模组沿所述转子的周向方向的运动，所述第一固定块组件和所述第二固定块组件配合以限制所述磁极模组沿所述转子的轴向方向的运动，径向限制组件用于限制所述磁极模组沿所述转子的径向方向的运动。本发明有效解决了现有技术磁极模组安装难度大、磁极模组固定装置长期可靠性较低的缺陷。

摘要： 本发明公开了一种永磁风力发电机的磁极固定装置及永磁风力发电机。所述永磁风力发电机的磁极固定装置包括多个第一固定块组件、多个第二固定块组件和多个径向限制组件。每一所述第一固定块组件包括多个沿所述转子的轴向方向间隔设置的第一固定块，每个所述第二固定块组件设置于所述磁极模组的两侧面。相邻的两个所述第一固定块组件用于限制其中所容纳的所述磁极模组沿所述转子的周向方向的运动，所述第一固定块组件和所述第二固定块组件配合以限制所述磁极模组沿所述转子的轴向方向的运动，径向限制组件用于限制所述磁极模组沿所述转子的径向方向的运动。本发明有效解决了现有技术磁极模组安装难度大、磁极模组固定装置长期可靠性较低的缺陷。

摘要： 本发明公开了一种永磁风力发电机的磁极固定装置及永磁风力发电机，永磁风力发电机的磁极固定装置包括多个凹槽、两轴向限制组件、多个径向限制组件和多个周向限制件。多个凹槽沿转子的周向方向间隔设置，凹槽的截面为四边形，且形成有用于容纳磁极模组的容纳空间；两轴向限制组件分别设于多个凹槽沿转子的轴向方向的两端，以限制磁极模组沿转子的轴向方向的运动；径向限制组件用于限制磁极模组沿转子的径向方向的运动；多个周向限制件分别设于多个凹槽沿转子的周向方向的两端，以限制磁极模组沿转子的周向方向的运动。本发明有效解决了现有技术中凹槽加工难度较高、磁极模组与凹槽匹配精度要求较高的缺陷。

摘要： 本发明公开了一种永磁风力发电机的磁极固定装置及永磁风力发电机。所述永磁风力发电机的磁极固定装置包括多个第一固定块组件、多个第二固定块组件和多个径向限制组件。每一所述第一固定块组件包括多个沿所述转子的轴向方向间隔设置的第一固定块，每个所述第二固定块组件设置于所述磁极模组的两侧面。相邻的两个所述第一固定块组件用于限制其中所容纳的所述磁极模组沿所述转子的周向方向的运动，所述第一固定块组件和所述第二固定块组件配合以限制所述磁极模组沿所述转子的轴向方向的运动，径向限制组件用于限制所述磁极模组沿所述转子的径向方向的运动。本发明有效解决了现有技术磁极模组安装难度大、磁极模组固定装置长期可靠性较低的缺陷。

摘要： 本发明公开了一种永磁风力发电机的磁极固定装置及永磁风力发电机，永磁风力发电机的磁极固定装置包括多个凹槽、两轴向限制组件、多个径向限制组件和多个周向限制件。多个凹槽沿转子的周向方向间隔设置，凹槽的截面为四边形，且形成有用于容纳磁极模组的容纳空间；两轴向限制组件分别设于多个凹槽沿转子的轴向方向的两端，以限制磁极模组沿转子的轴向方向的运动；径向限制组件用于限制磁极模组沿转子的径向方向的运动；多个周向限制件分别设于多个凹槽沿转子的周向方向的两端，以限制磁极模组沿转子的周向方向的运动。本发明有效解决了现有技术中凹槽加工难度较高、磁极模组与凹槽匹配精度要求较高的缺陷。

摘要： 本发明公开了一种永磁风力发电机的磁极固定装置及永磁风力发电机，永磁风力发电机的磁极固定装置包括多个凹槽、两轴向限制组件、多个径向限制组件和多个周向限制件。多个凹槽沿转子的周向方向间隔设置，凹槽的截面为四边形，且形成有用于容纳磁极模组的容纳空间；两轴向限制组件分别设于多个凹槽沿转子的轴向方向的两端，以限制磁极模组沿转子的轴向方向的运动；径向限制组件用于限制磁极模组沿转子的径向方向的运动；多个周向限制件分别设于多个凹槽沿转子的周向方向的两端，以限制磁极模组沿转子的周向方向的运动。本发明有效解决了现有技术中凹槽加工难度较高、磁极模组与凹槽匹配精度要求较高的缺陷。

摘要： 本发明公开了一种永磁风力发电机的磁极固定装置及永磁风力发电机。所述永磁风力发电机的磁极固定装置包括多个第一固定块组件、多个第二固定块组件和多个径向限制组件。每一所述第一固定块组件包括多个沿所述转子的轴向方向间隔设置的第一固定块，每个所述第二固定块组件设置于所述磁极模组的两侧面。相邻的两个所述第一固定块组件用于限制其中所容纳的所述磁极模组沿所述转子的周向方向的运动，所述第一固定块组件和所述第二固定块组件配合以限制所述磁极模组沿所述转子的轴向方向的运动，径向限制组件用于限制所述磁极模组沿所述转子的径向方向的运动。本发明有效解决了现有技术磁极模组安装难度大、磁极模组固定装置长期可靠性较低的缺陷。

摘要： 本实用新型提供一种永磁风力发电机的转子，包含：转子屋；若干个相同的基板，沿转子屋的周向方向依序连接形成一个与转子屋共中心轴的第一圆筒，基板外侧面贴合转子屋内侧面，基板内侧面开有若干个相同且均匀分布的燕尾槽，燕尾槽的长度方向平行于转子屋的中心轴；若干个相同的转子铁芯,沿转子屋的周向方向依序连接形成一个与转子屋共中心轴的第二圆筒，通过转子铁芯外侧的与燕尾槽匹配的燕尾楔，固定连接转子铁芯与基板，转子铁芯内侧面有突出,突出内有空腔；永磁体，嵌套在空腔内。通过本实用新型减少了转子屋的燕尾槽铣削加工量,从而降低了加工成本。本实用新型减少了固定基板与转子屋所用螺栓的数量,并可防止螺栓掉落。