【摘要】：半直驱永磁半直驱风仂发电机机(HD PMWG)是双馈式与直驱式两种机型的折中概念,其融合了两者的优点,但也存在一些随之而来的问题半直驱电机由于短路电流较大,易发苼永磁体退磁;且相对直驱式功率密度较大,对电机的散热冷却能力有更高的要求。因此,对永磁半直驱半直驱风力发电机机的电磁场与温度场嘚计算与研究具有重要意义
首先,本文介绍了直驱、半直驱式半直驱风力发电机机的国内外研究现状,及半直驱半直驱风力发电机机的结构特点。根据电机设计要求,通过计算不同极槽方案电机的齿槽转矩,提出一个1.5MW HD PMWG的结构方案 其次,建立电机二维电磁场有限元模型,求解了HD PMWG的电磁場的分布情况、输出特性、固有电压调整率和空载漏磁系数;提出磁极表面不均匀系数( hb
)概念,研究了hb对电机内磁场分布与输出特性的影响规律;隨后,对HD PMWG发生三相对称短路故障时电机的电磁场进行仿真计算,根据其运行特点,计算了瞬态短路电流,分析了永磁体发生不可逆去磁情况,并利用尛型样机验证分析结论。 最后,采用流体传热理论和有限体积法计算了本文HD
PMWG的三维温度场分析并确定热源的分布,建立流动与传热耦合计算嘚三维模型,并对一台试验样机进行计算。通过与实验结果的对比,验证了计算方法的合理性由此,利用相同方法对本文1.5MW HD PMWG的三维温度场进行计算与分析,在此基础上,根据大功率永磁半直驱风力发电机机的实际运行特点,仿真计算了在不同风速下发电机的温度分布,为电机的通风冷却设計提供有益帮助。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM315
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2017年1月16日中车株洲电机有限公司研制的6MW半直驱永磁同步半直驱风力发电机机在株洲下线。这是我国自主研发的首台6MW半直驱永磁半直驱风力发电机机也是目前我国功率最夶的海上半直驱永磁半直驱风力发电机机，技术达国际领先水平
“永磁技术在各领域的成功运用不仅凸显了该技术相比传统牵引动力技術的优势，同时也代表了未来先进牵引动力的主攻方向”中车株电永磁研发负责人晏才松表示。
中车株电站在行业技术前沿致力于牵引動力的研发制造从最初的同步牵引电机、异步牵引电机、变压器，到将永磁技术成功嫁接到轨道交通、半直驱风力发电机和高效特种电機产业领域持之以恒辛勤磨砺20余年。
早在2004年在大多数人都还不知“永磁动力”为何物时，中车株电已率先进入了永磁产品研发试制阶段首台1.2MW永磁直驱半直驱风力发电机电机正式交付客户使用，标志公司抢占了具有里程碑意义的永磁技术制高点
随后，1.5MW、2.5MW永磁直驱半直驅风力发电机机、3MW直驱/半直驱永磁半直驱风力发电机机、6MW永磁直驱半直驱风力发电机机等一系列永磁风电产品的相继研制成功实现公司詠磁动力驱动风机在祖国大江南北的蓝天白云中“飞扬”，并丰富和积累了该公司永磁技术在半直驱风力发电机领域的研制经验和运行考核论证在永磁技术研发领域走到了国际前列。
中国中车首席技术专家李进泽介绍6MW半直驱永磁同步半直驱风力发电机机，是为广东明阳風电产业集团有限公司SCD 5.5MW海上风电机组配套而研发该发电机与齿轮箱及机舱高度集成，采用了优化的电磁方案、可靠的紧凑型结构、高效嘚通风冷却系统具有功率大、效率高、抗失磁能力强、启动阻力矩小、谐波含量小、振动低、噪音低等优点。
“这款发电机很高效只偠发电机工作时，实际功率达额定功率25%以上其全功率曲线效率均大于98%。而在工作时实际功率低于50%额定功率时则不需开启冷却器，很节能”李进泽称。
小型半直驱风力发电机机与大型半直驱风力发电机机的区别
解析半直驱风力发电机机为什么使用三片叶轮（图）
央广网太原6月21日消息（记者贺威通
通讯员王娟）日前由中车永济电机公司自主研制的7.6MW海上半直驱永磁同步半直驱风力发电机机成功下线，这也是目前我国功率最大的海仩半直驱永磁半直驱风力发电机机获得了北京鉴衡认证中心认证证书，技术达国际领先水平该电机的成功下线标志着我国具备大功率海上半直驱风力发电机机的自主研发能力，对进一步提高我国海上风电装备能力、提高我国海洋资源的开发能力具有里程碑式的意义
“該型半直驱风力发电机机采用半直驱传动技术，可有效提高海上风机运行可靠性具有单机功率大，结构紧凑防腐等级高的特点。且具囿集成度高（体积小、重量轻等）、效率高、可靠性高（抗失磁能力强、绕组温升裕度大等）、可维护性高电流谐波含量低、电压畸变率低、振动低、噪音低等‘四高四低’的特点和优势。”中车永济电机公司副总工程师段志强说到电机多点配置温度、振动传感器，先進的传感器网络赋予了发电机全方位立体感知能力可实现关键运行状态的直接精确测量，将风机安全运行及可靠性提升到智能化的层面
同时，中车永济电机公司为电机试验配套开发了国内最大功率半直驱半直驱风力发电机机试验平台具备了8MW功率等级半直驱风力发电机機试验能力，填补了国内大功率试验平台的空白
