300 kW航空高速永磁发电机分析与设计

TM351%TM355; 针对航空高速永磁(PM)发电机设计受到多物理场约束以及Halbach阵列磁体内部存在低磁密区域的问题,建立基于任意磁导率转子轭的Halbach磁体通用电磁解析模型,使用模型分析低磁密区域形成机理及影响因素,评估不同工况下磁体的退磁情况,并提出满足高速电机约束的改进措施.使用场路耦合有限元法(FEA)分析转子涡流损耗,结合解析模型和电机温升计算优化磁体分段以及选择控制器类型,实现磁体的综合设计.将模型和分析方法用于一台 300 kW、30 000 r/min高速永磁发电机的设计,制造样机并进行T型三电平变流器控制下的发电实验.样机实验和FEA仿真结果验证了模型的精度以及...

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Published in电机与控制学报 Vol. 27; no. 9; pp. 63 - 72
Main Authors 魏嘉麟, 王又珑, 温旭辉, 陈晨, 李文善
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 齐鲁中科电工先进电磁驱动技术研究院,山东 济南 250100%中国科学院电工研究所 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室,北京 100190 2023
中国科学院大学,北京 100049
中国科学院电工研究所 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室,北京 100190
中国科学院大学,北京 100049%中国科学院电工研究所 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室,北京 100190
Subjects
退磁
Halbach-array
涡流损耗
高速永磁发电机
field circuit coupling
eddy current loss
demagnet-ization
Halbach阵列
通用解析模型
场路耦合
high-speed permanent magnet generator
general analytical model
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ISSN1007-449X
DOI10.15938/j.emc.2023.09.007

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Summary:TM351%TM355; 针对航空高速永磁(PM)发电机设计受到多物理场约束以及Halbach阵列磁体内部存在低磁密区域的问题,建立基于任意磁导率转子轭的Halbach磁体通用电磁解析模型,使用模型分析低磁密区域形成机理及影响因素,评估不同工况下磁体的退磁情况,并提出满足高速电机约束的改进措施.使用场路耦合有限元法(FEA)分析转子涡流损耗,结合解析模型和电机温升计算优化磁体分段以及选择控制器类型,实现磁体的综合设计.将模型和分析方法用于一台 300 kW、30 000 r/min高速永磁发电机的设计,制造样机并进行T型三电平变流器控制下的发电实验.样机实验和FEA仿真结果验证了模型的精度以及设计的有效性,为Halbach阵列磁体在航空高速永磁发电机中的应用提供了一定的参考.
ISSN:1007-449X
DOI:10.15938/j.emc.2023.09.007