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随着能源危机的到来,可再生能源的开发和利用越来越受到人们的关注。风能是目前最有开发前景和技术最为成熟的一种可再生能源。跟一般能源相比,风能具有施工周期短、不需要耗费任何原料、清洁无污染等显著优点。我国是一个风能大国,加大对风能的开发利用已经成为当前我国能源利用上的一个热点。
双转子永磁同步发电机在风能的利用上有很大优势。作为一种新型电机,双转子永磁同步发电机结构大体上与普通的永磁同步发电机相同,其主要区别在于原来静止不动的定子也可以相对于机座旋转。电机外部有两套风叶,一前一后安装在电机两端,通过轴承分别直接与内外转子连接,在风力驱动下可以直接驱动内外转子逆向旋转,从而增大磁场和绕线之间的相对转速,提高电机利用效率。降低转子的转速使得电机在风力较小的情况下也能够启动运行,从而提高了对风能的利用率。
本文对双转子永磁同步发电机进行了初步设计,并且对其电磁场进行了分析,校验了电机的电磁性能,保证了电机的安全运行,为电机的实体研制提供了依据。首先,介绍了双转子永磁同步发电机的结构和特点,分析了其相对于传统的永磁同步风力发电机在应用中的优缺点。然后从总体上给出了设计方案,并绘制出了双转子得以实现的机械结构图。其次,借助于传统的永磁电机理论,分析了双转子永磁同步发电机的电磁场,用传统的电磁场的计算方法对其电磁场进行了计算分析,给出了计算结果。
本文运用有限元软件ANSYS对发电机的电磁场进行了仿真分析,得到其在不同状态下的电磁情况。结果显示设计方案是切实可行的,给电机的研制提供了有利的理论依据。文章最后给出了基于ANSYS运行平台的典型运行状态的命令流文件的程序清单。