当前,由于传统能源价格的高涨和全球环境污染的加剧,大力发展清洁能源已成为世界各国的战略发展目标。风电已成为目前最炙手可热的新能源,只有保证风力发电机组安全、可靠的正常运行,才能实现风力发电的可持续发展。其中,风力发电机内部绕组的过电压保护尤为重要。永磁同步发电机(PMSG)通常使用PWM变流器,由于其输出的脉冲波在其上升沿段内很陡。而经过电缆传输后的PWM高频脉冲波会先在电机的端口处产生过电压振荡,又因为绕组内分布参数的不可忽略的影响,致使高频脉冲电压在定子绕组内的分布非常不均衡。这样的情况会导致绕组前几匝所承受的电压最高,造成定子绕组绝缘的老化与提前损坏。针对以上问题,本文选取1.5MW永磁同步发电机作为研究机型。首先在考虑分布参数的情况下建立出定子绕组的等效电路模型,用无损传输线理论推导出需要计算的分布参数值即电容和电感。通过有限元Ansoft软件对永磁风机定子绕组内进行电磁场分析,计算出成型绕组的分布参数数值。其次通过研究PWM变流器驱动时电机端产生过电压的原因,再通过Matlab/Simulink软件建立永磁风机绕组内部的分布参数模型。通过以降低风力发电机机端过电压和绕组电压不均匀分布的改善为目的,分别探讨风机端口处过电压特性,定子绕组内线圈间电压特性以及定子绕组内的匝间电压特性。通过改变PWM脉冲波上升时间大小,绕组分布参数值进行仿真。最后发现可以采取增大脉冲波上升沿时间,减小匝对地等效电容,降低绕组自感值等有效措施,提高风力发电机的绝缘特性以及延长使用寿命。在研究风机绕组内匝间电压分布时,发现延长PWM高频脉冲波的上升沿时间,能够明显抑制其过电压的不均匀分布。匝对地电容具有分流作用,当增大匝对地电容值时,其分流作用越强,对绕组匝间过电压的不均匀分布改善效果明显。因为绕组自感会抑制电流的传播,所以当增大各匝电感值时,电流向后面几匝绕组传播的难度愈高,导致线圈内前几匝绕组承受很大的电压压降,即减小电感可以改善匝间过电压分布不均匀的情况。因此,在风机的制造中,绝缘材料的电感数值、相对介电常数值和其形状规格的选择至关重要。