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永磁直驅同步風力發(fā)電機運行性能分析
永磁直驅同步風力發(fā)電機是由風力直接驅動發(fā)電機進行發(fā)電，亦稱無齒輪風力發(fā)電機。這種發(fā)電機采用多極電機與葉輪直接連接進行驅動的方式，免去齒輪箱這一傳統(tǒng)部件。由于齒輪箱是目前在兆瓦級風力發(fā)電機中屬易過載和易過早損壞的部件，因此沒有齒輪箱的直驅式風力發(fā)電機，高效率、低噪聲、高壽命、體積小、維護成本低等諸多優(yōu)點。
一、永磁同步風力發(fā)電機運行性能分析
采用RMxprt軟件對功率為 MW的直驅式永磁風力發(fā)電機進行設計，確定電機尺寸為：定子外徑3 620 mm，定子內徑3 324 mm，轉子外徑3 182 mm，鐵心長度1 140 mm，永磁體材料為Nd-FeB，永磁體厚度25 mm，氣隙長度6 mm。RMxprt軟件得到的永磁風力發(fā)電機的性能指標
1、空載特性
給出用Maxwell2D軟件得到的轉速為20 r/min時的空載相電壓波形，其空載線電壓為1 V，而用RMxprt軟件計算的空載基波感應電壓為1 V，兩者差值是由于其它次諧波所造成的。為空載電壓的諧波分量分布情況，3次諧波為其諧波中大，總諧波畸變THD為 %，可以采取優(yōu)化永磁體形狀等一些設計方案來降低THD。表明120極378槽設計方案的齒槽轉矩脈動小，風機葉片的轉速脈動也隨之減小。給出了空載時的磁力線分布情況，可以看到磁力線合理地分布于定子齒部和轉子軛部內，永磁體間漏磁很小，定子齒部磁密較大。
2、額定負載特性
為了分析風力發(fā)電機在額定狀態(tài)下的運行性能，在用場路結合法進行分析時可以暫不考慮功率逆變器電路。僅考慮額定電阻性負載（ 4 Ψ）時的電壓方程。永磁發(fā)電機的電壓方程為
