【摘 要】
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发电机是波浪发电系统中的重要环节,本文以波浪发电为背景,设计了一台9 MW的超导永磁同步波浪发电机,确定了其基本结构和参数,在有限元软件中建立了电机模型,分析和验证了电机设计的合理性,然后分别利用田口算法和响应面法优化了电机的结构参数。具体的研究内容如下:(1)对超导永磁同步波浪发电机的基本结构及主要工作原理进行了深入分析,结合传统永磁同步发电机的设计方法,对电机各部分的具体结构参数进行了分析计算
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发电机是波浪发电系统中的重要环节,本文以波浪发电为背景,设计了一台9 MW的超导永磁同步波浪发电机,确定了其基本结构和参数,在有限元软件中建立了电机模型,分析和验证了电机设计的合理性,然后分别利用田口算法和响应面法优化了电机的结构参数。具体的研究内容如下:(1)对超导永磁同步波浪发电机的基本结构及主要工作原理进行了深入分析,结合传统永磁同步发电机的设计方法,对电机各部分的具体结构参数进行了分析计算,确定了超导永磁同步波浪发电机的结构参数。(2)根据发电机的结构参数,在有限元软件中建立了电机模型,并对其进行了静态磁场、空载特性和负载特性分析。然后将超导永磁同步波浪发电机的超导块材替换为钕铁硼永磁体,分析了超导永磁同步波浪发电机相对传统永磁同步发电机的优越性。(3)利用田口算法对电机结构参数进行优化。确定优化目标、优化参数以及优化参数水平值,然后设计正交实验对电机性能进行分析,得到优化后的电机结构参数,并利用有限元软件验证了田口算法的有效性。(4)利用响应曲面法对电机的结构参数进行优化。确定优化目标、优化变量和样本点,对每个样本点对应的电机模型分别进行有限元分析,得到对应电机的输出性能,然后根据实验结果确定响应曲面方程,再利用粒子群算法对方程进行寻优,得到优化后的电机结构参数。然后利用有限元软件对优化方案进行仿真验证。
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