高速發(fā)電機具有功率密度大、體積小、效率高等優(yōu)點,其應(yīng)用受到越來越多的重視.尤其是高速發(fā)電機與燃?xì)廨啓C直接相連組成發(fā)電機組,中間不帶減帶機構(gòu),可大大降低系統(tǒng)體積,提高系統(tǒng)效率.該種發(fā)電機組可應(yīng)用于"分布式"小型電廠、獨立的或者移動式備用電源,具有較高實用價值.永磁轉(zhuǎn)子式高速發(fā)電機由于具有結(jié)構(gòu)簡單、不需勵磁、效率高和能量密度大等優(yōu)點成為高速發(fā)電機設(shè)計時的.高速發(fā)電機轉(zhuǎn)速很高,無論在機械性能方面,還是電磁性能方面都與低速電機有較大不同,該文主要內(nèi)容就是圍繞高速永磁發(fā)電機的設(shè)計特點從以下幾個方面展開的:首先,對高速電機因高轉(zhuǎn)速引起的一系列問題進行了研究,提出了解決相關(guān)問題的措施.定子設(shè)計主要從定子鐵耗、繞組型式、冷卻系統(tǒng)等幾個方面進行研究,提出了一種特別適于燃?xì)廨啓C驅(qū)動發(fā)電的空氣冷卻方式.轉(zhuǎn)子方面,主要對轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、永磁材料性能、極對數(shù)選取、防護罩性能等方面進行了研究.此外對適于高速發(fā)電機的軸承進行了分析,重點介紹了具有較大發(fā)展?jié)摿Φ闹鲃哟泡S承的工作原理.其次,對轉(zhuǎn)子帶防護罩的高速永磁發(fā)電機數(shù)學(xué)模型進行了推導(dǎo),介紹了利用有限元法對電機磁場進行分析的方法,并運用有限元軟件對一臺機樣的參數(shù)進行了仿真,包括電機磁場分析、空載電壓波形、單邊磁拉力、負(fù)載轉(zhuǎn)矩以及軸向力等方面的內(nèi)容.論文的第三部分著重研究了高速發(fā)電機組的控制方法.分析了高速發(fā)電機組控制系統(tǒng)的工作原理,研制了一套控制系統(tǒng),并對高速永磁發(fā)電機進行了初步的實驗研究.
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