永磁直线发电机在直驱式波浪发电系统的应用

针对波浪发电系统中大气隙永磁电机功率密度低的缺点,提出了一种将动子(永磁体)置于外部,永磁体采用准Halbach结构的圆筒型永磁直线电机,该电机可以增大功率密度,且提高气隙磁场强度的正弦程度。在体积相同的前提下,外转子永磁直线电机的功率密度为内转子结构的6~8倍。准Halbach充磁结构的气隙磁密为径向充磁结构的1.39倍。为了防止海水的腐蚀,将定子用环氧树脂密封。采用二维有限元分析优化其电机结构,分析了空载反电动势、负载反电动势、定位力以及损耗。研究表明凸定子结构能有效减小定位力。加工样机,在波浪水池中进行空载以及负载试验,通过仿真分析和实验结果可知,该电机具有功率密度大,与浮子连接方便的特点,能够很好地应用在波浪发电系统中。     

直驱海浪发电用直线电机的设计与分析

海浪能源是一种无污染的可再生能源。传统的海浪发电装置一般采用旋转电机与液压系统相结合的能量转换系统,其成本高、损耗大。介绍一种采用直线电机且无中间传动机构的直线驱动系统。设计了1台永磁同步直线电机,分析了横向磁通与纵向磁通电机的性能。横向磁通永磁同步直线电机具有较好的性能特点更适合于直驱海浪发电装置。最后给出了电机内电路和磁场的模型及分析结果。     

13.2 MW海上超导直驱风力发电机设计

超导电机技术为减小大型直驱风力发电机体积、质量和成本提供了一种有效途径。提出了一种海上超导直驱风力发电机系统,其定子采用低温超导线圈产生励磁磁场,转子为常规的铜制电枢绕组。首先介绍了该电机的主要参数以及拓扑结构的选择,并分析了超导电机电磁设计过程中所需考虑的关键问题;之后介绍了超导电机的定转子设计方案,包括电磁设计、机械结构、转子风冷系统、超导定子的低温系统以及制冷系统等;最后估算了所设计超导电机的质量以及成本,并与相同功率等级的永磁直驱风力发电机进行了对比,结果表明所设计的超导电机的质量比永磁直驱风力发电机质量减轻约46%,而其初始材料成本仅为永磁直驱电机的71%。     

波浪发电系统发展及直驱式波浪发电系统研究综述

回顾了波浪能利用的历史和目前波浪能的发展应用现状,并按波浪能转换形式的不同对比分析了液压式、气压式、离合器齿轮箱式和直驱式波浪能发电装置的特点。对在离岸大功率并网应用中具有发展前景的直驱式波浪能转换装置进行了重点描述,分析了其结构组成以及优化功率捕获的控制方案,对直线发电机和优化功率的控制方案进行了总结和比较。结合电网对波浪发电机组的控制要求,对直驱波浪发电的输出功率波动处理方案进行了描述和分析。最后总结了波浪发电系统特别是直驱式波浪发电的发展趋势与应用前景。     

水轮发电机励磁系统改造设计分析

某厂在2号机组进行增容改造过程中,采用自并励静止励磁系统代替直流励磁机励磁系统。文章介绍了改造后的励磁系统主要构成,同时主要对设备改造过程中的一次设备的主要技术参数进行了论证,提出了在设备选型过程中的相关参数,确保了设备的正常可靠运行。     

混合励磁直线同步电机磁场的有限元分析

首先介绍了两种新型永磁电励混合励磁直线同步电机的结构与特点,然后运用ANSYS8.1软件包对两种型式的直线电机进行了气隙磁场的分析,给出磁场分布和电磁推力的分析结果,最后,与实物模型的试验结果进行了对照。     

超导磁储能与发电机励磁的多指标非线性协调控制

采用多指标非线性控制设计方法对SMES与汽轮发电机的励磁进行协调控制设计。多指标非线性设计方法通过恰当地选择输出函数来改变闭环系统的特征根位置，以获得良好的系统控制性能。设计表明，采用多指标非线性控制设计方法能很好地解决高维、多输入多输出非线性控制系统的非线性控制设计问题。仿真结果表明，所设计的控制规律能很好的兼顾系统各状态量的动、静态特性，有效提高系统的稳定运行能力，明显提高系统各输出量的控制精度。     

电励磁直驱式风力发电机磁极极靴的结构优化

简述电励磁直驱式风力发电机的工作原理和发展前景。介绍了电励磁的磁极极靴改进和优化设计,采用"人"字形极靴斜极结构,使电机气流更流畅,温度场更趋均衡,提高了系统的稳定性。同时削弱高次谐波含量,降低电磁噪声、减小定子铁耗,提高了电机的效率。     

兆瓦级电励磁直驱风力发电机磁极线圈的设计研究

电励磁直驱型同步风力发电机是东方电机有限公司为了拓展低成本风力发电机市场而研制的新型产品,并已完成了批量化生产。本文根据兆瓦级电励磁直驱风力发电机的特点及应用工况,研究分析了发电机励磁参数的设计原则及对发电机性能的影响,并进行了1台2.0 MW电励磁风力发电机磁极线圈的结构和制造工艺的设计。根据发电机的型式试验结果表明,所设计的转子磁极线圈满足发电机的性能要求,该磁极线圈的设计研究对兆瓦级电励磁直驱型同步风力发电机的优化及设计有一定的参考价值     

发电机励磁系统的设计理念

为使发电机组安全可靠运行,探讨了发电机励磁系统的设计理念。对用于励磁系统4种主要调节控制方式分别进行了分析和论述。     

3MW高速永磁风力发电机设计与分析

对高速永磁风力发电机的设计要点进行了回顾,并用有限元分析软件ansoft对它进行了仿真分析,得到了发电机的准确电磁参数和运行特性,具有一定的参考价值。     

永磁同步风力发电机的有限元分析

选择内转子直驱永磁的电机系统结构进行风力发电机设计.采用等效磁路的方法进行了初步设计.使用有限元方法分析了电机在空载、额定负载和三相短路情况下的工作特性.结果表明电机齿槽转矩小、工作点合理,且短路状态下不会发生永磁材料的永久去磁.     

新型直线波力发电机定位力分析

为了使新型直线波力发电机能够良好运行,需要准确分析定位力的大小。以电磁场数值计算为基础,根据磁场能量的变化来求解电机的定位力。以一个定子模块数为3,振子永磁体磁极数为5的直线波力发电机为例,以单个振子永磁体块所受定位力为基础,确定电机的振子极距,并以此为基础求解出考虑导磁端盖影响的整个发电机振子所受定位力的变化。实验结果表明,与理论计算结果基本一致;所采用的定位力的分析方法是可行的和有效的,对进一步改进和优化直线波力发电机的设计具有重要参考价值。     

磁浮列车用直线发电机感应电动势的分析计算

以德国TR08型磁浮列车为分析对象,详细介绍了磁浮列车用直线发电机的运行原理,并先利用解析方法推导出其感应电动势计算公式,求得了发电机感应电势的基波频率.继而又采用二维有限元方法建立了一对极下的长定子直线电机模型,系统地分析了电机主要参数的变化对发电机感应电动势的影响,通过傅里叶分解得到了发电机感应电动势基波幅值随动子电流和气隙高度的变化规律,其结果为直线发电机的设计与控制提供了依据.     

Investigation of Multi-phase Tubular Permanent Magnet Linear Generator for Wave Energy Converters

In this article, an investigation into different magnetization topologies for a long stator tubular permanent magnet linear generator is performed through a comparison based on the cogging force disturbance, the power output, and the cost of the raw materials of the machines. The results obtained from finite element analysis simulation are compared with an existing linear generator described in [1 Prudell, J., Stoddard, M., Amon, E., Brekken, T. K. A. and von Jouanne, A. 2010. A permanent-magnet tubular linear generator for ocean wave energy conversion. IEEE Trans. Industry Appl., 46: 2392–2400. [Crossref], [Web of Science ®] , [Google Scholar]]. To ensure accurate results, the generator developed in [1 Prudell, J., Stoddard, M., Amon, E., Brekken, T. K. A. and von Jouanne, A. 2010. A permanent-magnet tubular linear generator for ocean wave energy conversion. IEEE Trans. Industry Appl., 46: 2392–2400. [Crossref], [Web of Science ®] , [Google Scholar]] is built with 3D CAD and simulated using the finite-element method, and the obtained results are verified with the source.     

2kW直驱式永磁同步风力发电机设计与仿真

针对现有永磁风力发电机结构存在的不足,分析设计了一种新型直驱式永磁同步风力发电机。应用磁路法对电机进行了电磁设计,初步确定了电机的主要尺寸参数;采用有限元数值方法分析了其空载和负载情况下的磁场分布规律,获得了永磁同步发电机的电磁特性,验证了电磁设计的正确性。     

潮流能永磁发电机电磁设计与仿真分析

为优化75kW潮流能永磁发电机的磁路结构设计,本文根据技术要求和边界条件,选择合适的电磁拓扑,初步确定电磁结构,然后采用有限元仿真分析软件计算电磁参数,并针对涡流损耗、第二气隙、拉杆环流等问题专题分析。结果表明,采用有限元仿真分析软件计算电磁参数直观、准确,第二气隙、拉杆环流的仿真分析结果为磁路结构的设计提供依据。     

用于海浪发电永磁圆筒型直线发电机的结构优化与分析

波浪能是一种新型的清洁能源,近几年提出了多种对波浪能进行开发的方案,但大多都是在波浪能和发电机之间加入转化装置,这样效率低,成本较高。该文提出了永磁圆筒型直线发电机可以将波浪能直接转化为电能。详细阐述了该发电机的结构,并且基于电磁场有限元分析软件Ansoft对于发电机进行仿真,得到空载电压的波形。通过改变永磁体长度对发电机进行优化设计,最后给出优化后发电机的三相空载电压波形和负载特性。仿真结果可以指导磁体结构的圆筒型直线发电机的理论研究。