《齒諧波輔助勵磁的混合勵磁永磁同步發電機系統研究》是依託南昌大學，由夏永洪擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：齒諧波輔助勵磁的混合勵磁永磁同步發電機系統研究
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：夏永洪
- 依託單位：南昌大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在保持永磁電機優點的同時，克服其氣隙磁場調節困難的缺點是永磁電機的一個重要研究方向。本項目巧妙地將電機中固有的齒諧波磁場適度地加以利用，以實現永磁電機氣隙磁場的調節，形成了一種新型的混合勵磁方式。研究內容包括：（1）齒諧波與勵磁匹配的理論和準確設計方法的研究，把握各種運行狀態下齒諧波輸出與所需勵磁輸入之間的關係，解決該類電機在設計中存在的問題，以保證其具有穩定的工作點和良好的相復勵特性；（2）建立電機系統的磁路線性化數學模型，找出表征系統特性的關鍵參數及其準確的計算方法，以實現對電機系統性能的快速仿真；（3）電機系統穩態和瞬態性能的研究，以實現齒諧波輔助勵磁的永磁同步發電機的性能最佳化；（4）齒諧波勵磁系統的控制研究，以實現對勵磁電流的控制，使發電機在不同功率因數下均能保持端電壓恆定。因此，本項目的研究不僅是對齒諧波理論和永磁電機理論的完善，具有較高的學術價值，而且具有重要的工程套用價值。
結題摘要
項目將定子開槽產生的齒諧波磁場套用於永磁電機，形成了一種新型的齒諧波輔助勵磁的混合勵磁發電機，該發電機不僅保持了永磁電機的無刷無勵磁機等優點，而且實現了對永磁電機氣隙磁場的調節，具有重要的學術價值和較好的套用前景。項目圍繞該電機的匹配理論、設計方法、數學模型、性能計算與分析，以及勵磁電流控制等進行了深入研究。 通過大量電磁場的計算與分析，得到了齒諧波勵磁系統輸出的勵磁電流與定子槽口寬度和氣隙長度的擬合公式，提出了一種實現發電機恆壓輸出的齒諧波繞組設計方法。在無電壓調節器的情況下，針對發電機帶不同功率因數負載，實現了其端電壓的恆定輸出。 推導了齒諧波輔助勵磁的混合勵磁發電機系統數學模型以及磁路線性時的電感參數，該模型包含了電樞繞組、勵磁繞組、阻尼繞組、永磁體，以及特有的齒諧波繞組，模型參數計及了定子齒諧波磁導和轉子磁極結構等因素，具有通用性強的特點。 針對發電機空載和負載、磁路線性和磁路非線性等多種情況的電磁場計算，得到了轉子齒諧波的飽和係數，藉助等效磁路法的基本思路，提出了一種快速計算轉子齒諧波電動勢的方法；採用場路耦合時步有限元法，仿真了永磁體厚度、齒諧波繞組漏抗以及阻尼繞組等對電機系統運行性能影響。 實現了定子側的控制信號以無線非接觸的方式傳遞到轉子側，解決了對轉子齒諧波勵磁系統輸出的勵磁電流控制，以及發電機端電壓調節的問題。基於形成的齒諧波勵磁理論，研製了齒諧波自勵恆壓混合勵磁永磁發電機，樣機實驗驗證了理論的正確性，具有較好的套用前景。
