凸極能量變換器定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、電磁理論與計(jì)算研究項(xiàng)目摘要

能量變換器是剛出現(xiàn)的直接并網(wǎng)高壓發(fā)電機(jī)，本項(xiàng)目對(duì)凸極能量變換器的基本結(jié)構(gòu)及其電磁理論進(jìn)行探索。通過對(duì)XLPE高壓電纜下定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)、槽內(nèi)導(dǎo)體電磁力、端部電磁場(chǎng)、空載電勢(shì)波形等的研究，尋找定子鐵心與繞組的最佳結(jié)構(gòu)形式、主磁極和阻尼繞組的最佳設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以及基本電磁參數(shù)的算法。為開發(fā)可靠高效的能量變換器提供理論依據(jù)、設(shè)計(jì)方法和準(zhǔn)則。

凸極是從軛部向氣隙方向伸出的一種磁極，轉(zhuǎn)子有凸極，凸極安裝在轉(zhuǎn)子磁軛上。凸極轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯，在轉(zhuǎn)子鐵芯上套設(shè)有轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組，其特征在于在轉(zhuǎn)子鐵芯的凸起下部設(shè)有氣隙。

某直線同步電機(jī)實(shí)用新型專利是在保持直線電機(jī)電磁力和氣隙磁場(chǎng)基本不變的基礎(chǔ)上，降低了成本；與德國TR08型直線電機(jī)磁懸浮結(jié)構(gòu)相比，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)仍然維持凸極，削弱了轉(zhuǎn)子槽之間的距離，使得氣隙均勻，從而使維持氣隙的磁場(chǎng)波形不變；鐵心轉(zhuǎn)子在機(jī)車上，節(jié)省材料意味著對(duì)所需的直線電機(jī)懸浮力減少；常導(dǎo)式直線電機(jī)的懸浮力與牽引力之比不高，隨著速度的增高，比例還會(huì)下降，因此減輕轉(zhuǎn)子鐵心部分約1/7倍重量。

傳統(tǒng)凸極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單結(jié)實(shí)，便于加工，而磁障式磁阻轉(zhuǎn)子加工工藝繁瑣，不利于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用推廣，但是磁障式磁阻轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)調(diào)制效果好，電機(jī)損耗小，運(yùn)行穩(wěn)定，而傳統(tǒng)凸極轉(zhuǎn)子的形狀決定了其磁場(chǎng)調(diào)制效果不理想，擁有大量諧波磁場(chǎng)，電機(jī)損耗高。

本書對(duì)雙凸極直流發(fā)電機(jī)近年來的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)，對(duì)單相、兩相、三相直至多相的雙凸極電機(jī)的電磁關(guān)系和運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行了歸納，比較了SRG、DSGl、DSG2三種常用的發(fā)電方式下的運(yùn)行特性；對(duì)三相雙凸極電機(jī)的空載、短路、外特性和調(diào)節(jié)特性進(jìn)行了分析，研究了換相重疊和電樞反應(yīng)對(duì)雙凸極直流發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行特性的影響；提出了新型的五相雙凸極電機(jī)，分析了三種結(jié)構(gòu)五相電機(jī)的工作特性，研究了五相雙凸極電機(jī)的容錯(cuò)性能；提出將永磁體和電勵(lì)磁有效結(jié)合的新型混合勵(lì)磁雙凸極結(jié)構(gòu)，揭示了混合勵(lì)磁電機(jī)的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)原理，并對(duì)電機(jī)的空載、負(fù)載特性進(jìn)行了探討。

本書可作為高等院校電氣工程學(xué)科的碩士生，博士生和教師的參考書，也可供從事起動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)、電氣傳動(dòng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)研究開發(fā)的工程技術(shù)人員閱讀。