双馈风力发电机槽配合研究

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为了对双馈风力发电机本体的设计进行优化,减少电磁谐波和电机振动及噪声因素,优化电机的整体性能,本文对双馈异步风力发电机的槽配合问题进行了研究分析。  本文介绍了双馈风力发电机槽配合问题的分析方法。对于传统电机的槽配合问题,约定俗成的做法是分析其定转子结构,然后对各个参数进行考核计算,通过定量的方法,结合以实际的检测数据进行统筹分析,经验值经过验证确定后再应用于实际电机设计中。双馈风力发电机的槽配合也无外乎其中的基本规则,但由于其转子为绕线式,具有电刷和滑环结构,需要通过其运行机理进行分析和考核。  首先对双馈风力发电机的运行机理进行分析,通过对其在三相静止坐标系下的数学模型进行分析,列解出其电压方程,磁链方程及运动方程,并简化到两相同步旋转坐标系下,类推出对应的电压、磁链和运动方程,进而分析其工作原理,得出双馈异步风力机的能量流动关系,并进一步分析了双馈异步风力机的电磁谐波傅立叶离散化后的脉振磁动势。  其次,对基于降低电磁振动的槽配合及基于同步转矩优化的槽配合等问题分别进行了探讨,得出了双馈风力发电机槽配合的约束条件和原则关系。  在文章最后,对一台双馈异步风力发电机电磁场谐波进行了数理分析,并建立了其数学模型,分析齿谐波的分布等关键所在,通过E语言和Maxwell实现了电磁分析的编程及可视化3D仿真。基于各个方案的槽配合进行了谐波列算,得出了基于槽配合分析的双馈异步风力机的槽配合方案。针对得出的槽配合方案进行样机的设计及实现,通过堵转试验和振动测试数据,说明槽配合选取设计合理,对工程应用有指导意义。
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