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文檔簡介
1、本文首先介紹了國內外波浪能發(fā)電的發(fā)展歷史及研究現狀,敘述了波浪能的優(yōu)點及應用前景。依據波浪能發(fā)電的特點,對適用于波浪能發(fā)電的幾種直線電機進行對比分析。在此基礎上,總結了圓筒開關磁阻直線電機適用于波浪能發(fā)電的特點及優(yōu)勢,介紹了圓筒開關磁阻直線電機的基本結構與工作原理,以適用于低速直驅海浪發(fā)電系統(tǒng)為應用背景,敘述了波浪能直驅式發(fā)電系統(tǒng)的運行原理。以一臺單相圓筒開關磁阻直線電機為研究對象,根據電機的幾何尺寸及相關參數,在有限元電磁場分析軟件F
2、lux平臺上,分別建立了該電機的二維和三維有限元電磁場仿真模型,并分別進行有限元靜態(tài)電磁場和動態(tài)電磁場仿真分析。通過電機有限元靜態(tài)電磁場仿真計算,得到了電機的磁場分布、磁鏈-位置-電流特性及靜態(tài)電磁力等相關靜態(tài)特性,并分別對二維、三維有限元靜態(tài)電磁場仿真結果進行分析。在有限元動態(tài)電磁場仿真平臺上,建立了該電機的發(fā)電模型,通過仿真計算,得到了電機繞組的磁鏈、電壓和電流波形及輸出端電壓變化曲線,并對仿真結果進行了分析。
在Matl
3、ab/Simulink仿真平臺上,將電機二維和三維有限元靜態(tài)電磁場仿真計算得到的磁鏈數據分別導入到查找表中,搭建了單相圓筒開關磁阻直線電機發(fā)電系統(tǒng)仿真模型。采用電流斬波控制,對電機分別進行了兩種電流斬波限和五種動子運動頻率的發(fā)電系統(tǒng)仿真,得到了發(fā)電系統(tǒng)的輸出端電壓及繞組相電流波形,并進行了分析。
在樣機硬件實驗平臺上,分別進行了單相圓筒開關磁阻樣機的靜態(tài)電磁力測試和發(fā)電系統(tǒng)實驗驗證。通過樣機靜態(tài)電磁力測試,得到了樣機不同電流下
4、的靜態(tài)電磁力隨動子位置的變化曲線,并分別與該樣機的二維、三維有限元靜態(tài)電磁場仿真結果進行了對比分析,結果表明,該樣機的有限元電磁場仿真模型是有效的,且三維有限元電磁場仿真模型的精確度更高。通過發(fā)電系統(tǒng)實驗,得到了發(fā)電系統(tǒng)輸出端電壓和繞組相電流波形。為了提高該單相電機的發(fā)電性能,從電機本體結構角度出發(fā),對電機結構做出進一步的改進,給出了其改進前后的電機性能對比分析。最后,對全文工作進行了總結,給出了進一步工作的設想。
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