开题报告-无铁芯轴向磁通永磁同步发电机谐波抑制研究.doc

本科生毕业设计开题报告（2014 2015学年第二学期）学院： 电气工程与自动化 班级： 电气工程及其自动化11-3班 姓名： 时间： 1 导师： 2015年4月 21 日河南理工大学本科毕业设计（论文）开题报告题目名称无铁芯轴向磁通永磁同步发电机谐波抑制研究学生姓名专业班级电气11-3班学号一、 选题的目的和意义：使用传统的煤、油、气等化石燃料来获取能量，效率较低，亦不环保，这与当前倡导发展和谐社会的主题相悖。常规能源终究有限，资源枯竭的窘境愈发明显，这就迫切需要找到一些无污染、可再生的替代能源，而风能就是一种清洁、安全的选择。较于太阳能和生物质能等新能源发电方式，风力发电成本较低、技术较成熟、对环境影响较小，最具大规模开发和商业应用的条件，因而受到世界范围内的普遍关注。近年来，全球风电产业发展迅猛，风力发电已在电力供应中占据了很大的比例。在2011年全球金融危机的形势下，全球风电产业新增装机容量仍高达41GW，全球风电装机容量累计达到了238GW。我国作为能源消耗的大国，当前能源和环境问题日益制约着经济的快速发展，大力发展、利用可再生能源已成为我国政府的共识。但是，由于电机自身产生的谐波制约永磁风力发电机的安全并网及广泛应用。因此，本文通过对无铁芯轴向磁通永磁同步发电机的结构设计来起到谐波抑制的作用。了解轴向磁通永磁同步电机结构和磁场分布特性，分别从永磁体和绕组两个方面分析电机静动态磁场特性，最终达到减少谐波输出的优化目标。利用AutoCAD，Magnet，Origin等软件对于无铁芯轴向永磁同步发电机在计算机上进行模拟和验证，利用模拟出的有限元数据进行分析和探讨，得出最为优化的方案。 二、 国内外研究现状简述：美国的Mag-Wing公司推出的具有鲜明特色的垂直轴风力发电机解决了其他形式风力涡轮机的很多技术不足,鲜明地把别墅楼群的屋顶作为搭建风机的平台,并持续以降低成本作为努力的方向。Mag-Wind公司的主打产品MW1100,利用其有可编程多种线圈阻力的磁悬浮活动轴转换器设计解决了以前限制垂直轴风力涡轮机的11个不同的问题,其设计独特的三相永磁发电机能在更低的风速下有更高的发电量。加拿大CleanfieldEnergy公司的主导产品是升力桨叶型3.5kW的垂直轴风力发电机,专门为民用和商用建筑屋顶而设计,离网和并网情况下均可以使用。这个系统是以成组方式开发的,可以简单方便地安装在任何民用和商用建筑上,各型号系统除了叶片轮辐长度不同其余的部件都是通用的。这种风机在外形上归属于达利厄风轮的H型变形,H型风轮是国外目前小型垂直轴风力发电机的主流造型之一,其优秀的空气动力和特别的扭矩设计赋予此款产品具有启动风速低和抗强风性好的特点。法国Gualindustrie公司的产品StatoEolian风力机比传统的水平轴风力发电机具有更好的低风启动性和运行安静的优点。它的启动风速约为2m/s,风速在40m/s时仍可工作,有很宽的工作范围。本世纪初我国开始了新型垂直轴风机的研究，MUCE公司做为研发主体，多家大学专家配合，2002年生产出首台新型垂直轴风机，并在2007年将功率扩展至200W以上。其产品采用永磁悬浮技术和自动迎风护罩式相结合的技术，无噪声，低风速启动，发电效率较同类型要高。此外，国内还有广州、上海、青岛、长春等地公司也在生产不同规格、不同类型的垂直轴风力发电机。三、毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段：整个研究过程均需要借助计算机进行模型的建立和数据分析。首先在AutoCAD软件中绘制出电机结构的二维模型，将绘制出的二维模型在Magnet软件中打开，通过填充材料、规定尺寸及添加空气包，生成电机结构的三维立体模型。之后在Origin软件中打开之间在Magnet中已经设计好的电机三维模型，进行虚拟运行的模拟仿真，最终得出电机在运行过程中的各个数据。四、主要参考文献与资料获得情况：1 薛玉石，韩力，李辉永磁同步风力发电机组研究现状与发展前景电机与控制应用，20082 魏伟风力发电及相关技术发展现状和趋势J电气技术20083 戴文进，张景明电机设计M北京：清华大学出版社20104 盛四清，邹园风力发电系统谐波检测方法的研究2010中国可再生能源科技发展大会，北京5 刘晓林双馈型风力发电机的谐波抑制J电工技术，20096 王兆安，杨君，刘进军谐波抑制和无功功率补偿M北京：机械工业出版社，1998五、毕业设计（论文）进度安排（按周说明）：1、【第四周】查阅相关资料2、【第五周】 开始着手毕业设计，学习使用相关软件3