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永磁同步发电机磁路分析
    在永磁电机的设计、分析与计算中，等效磁路法的应用使其分析计算较为简便，清晰。所谓等效磁路法就是将电机内部的三维交变磁场分割成多段恒定磁场的小磁路，假定每小段磁路上的磁通是均匀分布的，后将计算出的每小段磁路进行叠加，通过经验乘以修正系数使度达到要求，以此得到终的等效磁路。永磁电机的磁通由提供磁场能量永磁体、进行机电能量转换的气隙以及一些导磁材料构成。铁耗就是由永磁体产生的磁通在电机中流通时所产生的能量损耗;气隙是磁路的重要一部分，气隙中磁通的大小即代表了气隙中储存的能量的多少，决定了电机的尺寸，是影响电机性能的重要参数之一。
    永磁电机等效磁路结构是由永磁体和外部磁路部分构成。为了方便进行磁路分析，并使计算精度能够达到要求，在进行永磁发电机磁路分前行如下假设:
      (1)定子绕组端部的影响忽略不计;定子铁心的磁导率为无穷大。
      (2)近似的认为铁心表面光滑，以卡式系数计及开槽的影响。
      C3)磁钢退磁曲线与回复曲线重合。
      C4)永磁体被均匀磁化。
    对永磁同步发电机的基理论进行了介绍。先，详细介绍了永磁同步发电机主要定、转子结构以及各结构的特点;然后，对永磁同步发电机等效磁路原理进行推导论述，为接下来的发电机电磁设计打下基础;后，对永磁同步发电机的参数计算和运行特性进行了阐述。
永磁同步发电机基结构与分类
    与普通交流电机一样，永磁同步发电机也由定子和转子两部分构成。定子铁芯上预留有大小型号相同的定子槽，槽内根据要求布置有三相对称绕组，通常制成定子铁芯的材料为硅钢片。永磁发电机的定子槽宜采用梨形槽或梯形槽，因为这两种定子槽的定子齿是等宽齿，所以漏磁少、谐波分量小。每个导体可以采用多跟圆铜漆包线并绕。定子绕组通常由圆铜线绕制而成，采用多根圆铜漆包线绕组又容易实现绕组端部扭转换位。其连接方式大多采用双层短距离绕组和星形连接方式，单层绕组和正弦绕组也用于小功率电机。
    永磁同步发电机转子通常由转子铁心和永磁体两部分构成。在实际生产加工过程中，转子铁芯的原材料也是硅钢片。根据永磁体摆放方位可将转子磁结构分为表面式和内置式两种。根据转子相对位置的不同，又可分为内转子结构和外转子结构。内置式磁结构中根据永磁体磁的横向或者纵向布置又可分为径向式转子结构和切向式转子结构。

将双转子结构应用到永磁发电机中。对永磁发电机永磁体产生的涡流损耗进行了深入研究，总结了计算永磁体涡流损耗的具体方法。用VB编程语言开发了相应的电磁设计软件，设计了一台兆瓦级直驱永磁同步发电机。对大型发电机的振动噪声进行了研究，通过有限元仿真找出了影响振动响应的关键模态，并提出了避免共振的方法。对永磁发电机机械结构和刚强度进行了研究。建立了半直驱发电机的二维温度场有限元计算模型，对发电机的温度分布情况进行了分析研究。对小型永磁发电机的进行了设计、优化进行了深入的理论分析，引入混沌优化算法对发电机进行优化设计，为小型永磁发电机的设计与优化提供了借鉴与参考。将槽配合法、磁偏移法相结合来削弱发电机齿槽转矩，进而达到降低发电机起动阻力矩的目的。通过对永磁发电机的控制策略进行仿真研究，使得发电机的运行性能较加完善。
    通过大量的以及书籍，对永磁发电机的近年来的研究工作归纳
如下:
      C1)新型结构永磁发电机的研究;
      C2)永磁发电机的优化设计和性能评估研究;
      C3)永磁发电机齿槽转矩削弱方法的研究
      (4)永磁发电机控制策略的研究;
      CS)对永磁发电机的电磁设计和电磁场的分析与研究。
    综上所述，国内外学者对永磁发电机的设计、优化、控制等方面的研究为新的永磁发电机的设计提供了很好的参考与借鉴。

离网型永磁同步发电机电磁设计
    电机设计是一个复杂的过程，是多方面知识的综合，需要根据给定的技术指标要求对电机的进行电磁设计、冷却设计和机械结构设计，这三者之间并非相互立而是要经过多方面考虑来选取优的设计。要加工制造一台电机，先要对电机进行电磁设计，确定各部分尺寸、材料、磁路结构选取设计等。随着电磁设计软件的不断发展，电机电磁设计的速率、效率、准确度大为提升。
3.2发电机设计要求与主要技术指标
    目前，在生活实践中的离网型发电机组多采用低速的永磁发电机，具有运行效率高、重量轻、噪声低等优点。该类型发电机大多为单机运行的发电机，在进行设计时需考虑以下因素:
      C该类发电机是在离网情况下运行，这要求发电机对不同环境因素的影响适应性强。
      (2)为了提高利用率，要求发电机在正常开始发电情况下所需的起始转速低。
      C3)发电机的起动阻力矩应尽量小。

在离网型永磁同步发电机电磁设计的基础上，通过有限元软件Ansys Maxwell建立起发电机二维模型进行有限元分析研究。算出了发电机的各部分损耗，对发电机的效率进行了验算，验证了发电机磁路设计的合理性。为了使发电机在较低风速下能良好的起动发电，通过MATLAB编制智能算法程序，对发电机的结构参数进行了优化以降低发电机起动阻力矩。
    五章为了校验发电机的温升情况，通过ANSYS Workbench建立起发电机的热分析模型，利用Maxwell与ANSYS Workbench进行发电机磁热祸合温度场仿真，分析计算得到了离网型永磁同步发电机整体以及各部分温度分布图，验证了发电机设计的合理性。
    六章根据电磁设计制造加工出样机，并进行部分实验。
    七章对全文进行总结与并对进行展望。

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