18槽16极永磁同步发电机双绕组冗余设计与性能分析

本文主要探讨了永磁同步发电机双绕组分析计算在提高可靠性方面的应用，由董志存和刘志钢两位作者针对一项18槽16极的特定永磁同步发电机设计提出。为了满足高可靠性的需求，他们提出了采用定子电枢双绕组输出的冗余设计策略。设计过程分为几个关键步骤： 1. 绕组连接规律与嵌线方式：作者首先依据绕组连接的基本规则，探索并提出了多种可能的嵌线方法。嵌线方式的选择对电感参数、电容性能以及磁耦合度具有直接影响。 2. 电磁场经典公式计算：通过对不同嵌线方式的电感参数进行数值计算，研究人员可以评估每种方案的理论性能。这些参数包括电感量以及相间绕组的耦合程度，这是设计时必须考虑的重要因素，因为它们影响电机的电磁性能和效率。 3. CAE软件仿真：作者使用Ansys Maxwell这样的电磁场有限元分析软件，对各种嵌线方式进行了详细的短路电流分析，这有助于预测电机在极端工作条件下的行为。此外，还对转子永磁体去磁效应进行了模拟，以确保电机在运行过程中不会因过载而失去永久磁性。 4. 电压输出特性分析：通过对不同嵌线方式下的电压输出特性进行仿真，研究人员能够评估电机在正常工作状态下的电力输出能力和稳定性，这对于保证发电机的高效运行至关重要。 5. 生产工艺匹配与优选方案：在综合以上所有分析结果的基础上，作者将理论分析与实际生产工艺相结合，最终确定了最合适的双绕组绕线方案。这个过程旨在确保设计不仅满足技术指标，也符合实际生产中的经济性和可制造性。 本文的研究对于提升永磁同步发电机的可靠性具有实际意义，特别是在电力转换设备中，冗余设计对于防止故障和提高系统可用性至关重要。通过科学的计算和仿真，本文为永磁同步发电机的设计提供了有价值的技术支持。