大功率永磁同步风力发电机电磁与温度特性分析
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( 1 . 西 安 中 车 永 电 捷 力 风 能 有 限 公 司 ，西 安 710018; 2 . 中 车 永 济 电 机 有 限 公 司 ， 西 安 710016; 3 . 西 安 工 业 大 学 电 子 信 息 工 程 学 院 ，西 安 710021; 4 . 华 中 科 技 大 学 电 气 与 电 子 工 程 学 院 ，武 汉 430074)
Technology, Wuhan 430074, China)
Abstract：Offshore wind power is becoming the main direction of wind power industry. With the increasing power capacity, high-power permanent magnet wind generator is becoming a research hotspot at home and abroad. At present, for high-power ones, there is still no corresponding design experience and reference. This paper took 7. 6MW perm anent magnet synchronous wind generator as the research object, and analyzed the electromagnetic characteristics of high-power permanent magnet wind generator, including electromagnet ic characteristics, electromagnetic harmonics, etc. At the same tim e, a cooling scheme was designed for the high-power permanent magnet wind generator. The temperature characteristics are analyzed based on the 3D finite element method. On this basis, two 7. 6MW prototypes were processed and tested. Key words：permanent magnet wind generator；electromagnetic characteristics；torque ripple；cooling；tem perature
磁 风 力 发 电 机 尚 缺 少 相 应 的 设 计 经 验 和 参 考 。本 文 以 7. 6 M W 的 永 磁 同 步 风 力 发 电 机 为 研 究 对 象 ，对 大 功 率 永 磁 风
力 发 电 机 的 电 磁 特 性 进 行 了 详 细 的 分 析 ，包 括 空 载 电 磁 特 性 、有 无 斜 槽 时 的 转 矩 波 动 与 谐 波 分 析 、负 载 转 矩 波 动 等 。同 时 对 大 功 率 的 永 磁 风 力 发 电 机 设 计 了 冷 却 方 案 ，基 于 3 D 有 限 元 法 对 该 电 机 的 温 度 特 性 进 行 了 详 细 的 分 析 。
第 52卷 第 11期 2019 年 11 J ___________________
相L 电 幸 L
m ic r o m o t o r s
Vol.52. No. 11 Nov.2019
大功率永磁同步风力发电机电磁与温度特性分析
黄 娜 U2 , 段 志强 2 , 米 兴 社 i ’2 , 俞 文 斌 w ，杨 杰 U2 , 杜 光辉3’4
文 章 编 号 ：1001-6848(2019)11-0007-04
Electromagnetic and Temperature Characteristics of High Power Permanent Magnet Synchronous Wind Generator
HUANG N a1’2 , DUAN Zhiqiang2, MI Xingshe1，2 , YU W enbin1，2 , YANG Jie 1，2, DU Guanghui3,4 (1 . X V an Yonge Jieli Wind Energy Co., Ltd., X V an 7 1 0 0 1 8 , C hina；2. CRRC Yongji Electric Co., L td., X V an 71 0 0 1 6 , China \ 3. School o f Electronics a nd Information Engineering, X V an Technological University^ Xi^ an 710021 , C h in a ； 4. School o f Electrical and Electronic Engineering, Huazhong University o f Science and
摘 要 ：海 上 风 电 正 在 成 为 风 力 发 电 产 业 发 展 的 主 要 方 向 ，而 随 着 装 机 容 量 的 逐 渐 增 加 ，大 功 率 永 磁 风 力研 究 热 点 。而 目 前 对 风 力 发 电 机 的 研 究 多 集 中 在 3 M W 以 下 的 中 等 功 率 的 样 机 ，针 对 大 功 率 的 永
在 此 基 础 上 ，加 工 了 两 台 7. 6 M W 样 机 ，通 过 两 台 样 机 的 对 拖 实 验 ，验 证 了 本 文 的 理 论 分 析 。
关 键 词 ：永 磁 风 力 发 电 机 ；电 磁 特 性 ；转 矩 波 动 ；冷 却 ；温度
中 图 分 类 号 ：TM351; TM315
文献标志码： A
参数参数值参数参数值功率mw76电压v690转速rmin278电流a6556定子槽数216极数242电磁特性分析为了获得所设计永磁同步发电机的电磁特性本文建立了该电机的2d有限元模型且模型的剖分网格特别是气隙中的网格大小对电磁特性的计算精度有大的影响因此为了获得较高的计算精度对气隙分为了7层同时对电机各部分采用了较小的网格剖分密度如图1所示
Technology, Wuhan 430074, China)
Abstract：Offshore wind power is becoming the main direction of wind power industry. With the increasing power capacity, high-power permanent magnet wind generator is becoming a research hotspot at home and abroad. At present, for high-power ones, there is still no corresponding design experience and reference. This paper took 7. 6MW perm anent magnet synchronous wind generator as the research object, and analyzed the electromagnetic characteristics of high-power permanent magnet wind generator, including electromagnet ic characteristics, electromagnetic harmonics, etc. At the same tim e, a cooling scheme was designed for the high-power permanent magnet wind generator. The temperature characteristics are analyzed based on the 3D finite element method. On this basis, two 7. 6MW prototypes were processed and tested. Key words：permanent magnet wind generator；electromagnetic characteristics；torque ripple；cooling；tem perature
磁 风 力 发 电 机 尚 缺 少 相 应 的 设 计 经 验 和 参 考 。本 文 以 7. 6 M W 的 永 磁 同 步 风 力 发 电 机 为 研 究 对 象 ，对 大 功 率 永 磁 风
力 发 电 机 的 电 磁 特 性 进 行 了 详 细 的 分 析 ，包 括 空 载 电 磁 特 性 、有 无 斜 槽 时 的 转 矩 波 动 与 谐 波 分 析 、负 载 转 矩 波 动 等 。同 时 对 大 功 率 的 永 磁 风 力 发 电 机 设 计 了 冷 却 方 案 ，基 于 3 D 有 限 元 法 对 该 电 机 的 温 度 特 性 进 行 了 详 细 的 分 析 。
第 52卷 第 11期 2019 年 11 J ___________________
相L 电 幸 L
m ic r o m o t o r s
Vol.52. No. 11 Nov.2019
大功率永磁同步风力发电机电磁与温度特性分析
黄 娜 U2 , 段 志强 2 , 米 兴 社 i ’2 , 俞 文 斌 w ，杨 杰 U2 , 杜 光辉3’4
文 章 编 号 ：1001-6848(2019)11-0007-04
Electromagnetic and Temperature Characteristics of High Power Permanent Magnet Synchronous Wind Generator
HUANG N a1’2 , DUAN Zhiqiang2, MI Xingshe1，2 , YU W enbin1，2 , YANG Jie 1，2, DU Guanghui3,4 (1 . X V an Yonge Jieli Wind Energy Co., Ltd., X V an 7 1 0 0 1 8 , C hina；2. CRRC Yongji Electric Co., L td., X V an 71 0 0 1 6 , China \ 3. School o f Electronics a nd Information Engineering, X V an Technological University^ Xi^ an 710021 , C h in a ； 4. School o f Electrical and Electronic Engineering, Huazhong University o f Science and
摘 要 ：海 上 风 电 正 在 成 为 风 力 发 电 产 业 发 展 的 主 要 方 向 ，而 随 着 装 机 容 量 的 逐 渐 增 加 ，大 功 率 永 磁 风 力研 究 热 点 。而 目 前 对 风 力 发 电 机 的 研 究 多 集 中 在 3 M W 以 下 的 中 等 功 率 的 样 机 ，针 对 大 功 率 的 永
在 此 基 础 上 ，加 工 了 两 台 7. 6 M W 样 机 ，通 过 两 台 样 机 的 对 拖 实 验 ，验 证 了 本 文 的 理 论 分 析 。
关 键 词 ：永 磁 风 力 发 电 机 ；电 磁 特 性 ；转 矩 波 动 ；冷 却 ；温度
中 图 分 类 号 ：TM351; TM315
文献标志码： A
参数参数值参数参数值功率mw76电压v690转速rmin278电流a6556定子槽数216极数242电磁特性分析为了获得所设计永磁同步发电机的电磁特性本文建立了该电机的2d有限元模型且模型的剖分网格特别是气隙中的网格大小对电磁特性的计算精度有大的影响因此为了获得较高的计算精度对气隙分为了7层同时对电机各部分采用了较小的网格剖分密度如图1所示