離網(wǎng)型低速高效永磁風力發(fā)電機的研制

    切向式結(jié)構(gòu)是把永磁體鑲嵌在轉(zhuǎn)子鐵心中間固定在隔磁套上，隔磁套由非磁性材料制成(如銅、不銹鋼、工程材料等)，用來隔斷永磁體與轉(zhuǎn)子的漏磁通路，減少漏磁。從圖3(b)可以看出，該結(jié)構(gòu)使永磁體起并聯(lián)作用，即永磁體有兩個截面對氣隙提供每極磁通，使發(fā)電機的氣隙磁密較高，在多極情況下效果更好，而且該結(jié)構(gòu)對永磁體寬度的限制不是很大，極數(shù)較多時，可擺放足夠多的永磁體。
    所設(shè)計的發(fā)電機轉(zhuǎn)速較低，需較多的極數(shù)以減少體積和滿足頻率要求，所以選用切向式結(jié)構(gòu)。
3.3極對數(shù)選擇
    在永磁電機中，根據(jù)永磁體的體積的計算公式［4］

    可以看出，增大頻率可以減少需要的永磁體體積，又從f=pn/60知道，在轉(zhuǎn)速n一定時，頻率?f和極對數(shù)p成正比。因此，在設(shè)計發(fā)電機時應(yīng)盡量增加p，同時，根據(jù)技術(shù)條件要求，風力發(fā)電機的頻率應(yīng)不低于20Hz，這也要求低速風力發(fā)電機具有較多的極數(shù)，但是，極數(shù)過多也會受電機尺寸及加工工藝的限制，尤其是切向式結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子。因此，在設(shè)計時我們?nèi)=8。
4試驗
    因為該風力發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速僅為150r/min，試驗時采用直流電動機降低轉(zhuǎn)速來直接拖動永磁風力發(fā)電機，直流電動機的額定功率按下式確定

式中PDN——直流電動機的額定功率
        nDN——直流電動機的額定轉(zhuǎn)速
        PFN——風力發(fā)電機的額定功率
        nFN——風力發(fā)電機的額定轉(zhuǎn)速
    η——風力發(fā)電機的設(shè)計效率
    該發(fā)電機性能參數(shù)的實測及設(shè)計值如表2所示。

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