【摘 要】
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直驱式垂直轴风力发电机结构和叶片设计简单、成本低、无需变速箱、无需偏航装置,迅速成为水平轴风力发电机最有力竞争者,同时传统风力发电机存在严重的机械摩擦和磨损,导致风力
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直驱式垂直轴风力发电机结构和叶片设计简单、成本低、无需变速箱、无需偏航装置,迅速成为水平轴风力发电机最有力竞争者,同时传统风力发电机存在严重的机械摩擦和磨损,导致风力发电机在微风下难以启动,磁力辅助启动装置是一种锥形表面均匀布排 NS斥引交替临界跨级结构的悬浮磁力驱动器,通过调整定转子之间的气隙储存磁能。在风力驱动下使发电机旋转并释放磁能实现微风速下辅助启动,进而提高垂直轴风力发电机的风能利用率。 首先,针对垂直轴风力机的启动特性做了了解,垂直轴风力机在微风速下难以启动,分析了几种磁力驱动器的结构和运行特点,了解到只要能够减小垂直轴风力机的启动风速,就能提高风力机的启动特性,并大大提高风能利用率。 其次,基于等效电流法,构建了磁力辅助启动装置的气隙磁场数学模型,并借助 MATLAB计算磁力辅助启动装置的结构参数,初步利用 AutoCAD构建了磁力辅助启动装置的二维仿真模型,结合电磁仿真软件 Magnet对磁力辅助启动装置的二维模型进行性能仿真分析,从转子承受力、运转过程中气隙中产生的扭矩波动、启动力矩、平稳运行时间作为分析对象,对磁力辅助启动装置的运转性能做综合分析。 最后,基于正交试验设计的正交仿真规划方案对二维模型进行 Magnet优化仿真分析。优化分析结果表明,当给磁力驱动器模型施加脉冲力矩后,磁力辅助启动装置的扭矩波动小且能稳定运转一段时间,满足微风速风源时辅助风力发电机启动的需求。
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