时步有限元法分析三相电励磁双凸极发电机拓扑与性能

本文主要探讨了三相电励磁双凸极直流发电机的拓扑构成与建模分析，作者万伟悦、严仰光和孟小利来自南京航空航天大学电气工程系，他们的研究针对无刷双凸极直流发电机，这是一种重要的电力转换设备。通过应用时步有限元法，研究人员对发电机的静态参数和运行特性进行了深入研究，特别关注了铁心磁路的非线性饱和、边缘磁场以及集中式电枢绕组产生的电枢反应这三个关键因素，这些因素对电机的实际运行性能有着显著影响。 在研究过程中，他们首先详细介绍了电励磁双凸极直流发电机的结构特点，包括其独特的磁路设计和绕组配置，这对于理解其工作原理至关重要。然后，他们建立了一个数学模型，这个模型能够准确地模拟电机的行为，以便进行精确的性能评估和优化设计。 接着，他们对比了四种典型的三相结构，通过时步有限元法进行仿真，分析了它们在不同负载条件下的外特性。这种方法不仅揭示了电机在理想情况下的性能，也展示了其在实际应用中的动态响应，对于选择最适合特定应用的电机结构具有指导意义。 最后，他们以72/48结构的多单元三相电励磁双凸极直流风力发电机为例，进一步仿真了不同负载大小对电机运行特性的影响。这项研究为新型无刷直流发电机的设计者提供了有价值的参考，有助于改进电机的效率、耐用性和可靠性，尤其是在风力发电这样的清洁能源领域。 总结来说，本文通过详尽的理论分析和数值仿真，为三相电励磁双凸极直流发电机的优化设计和实际应用提供了强大的理论支持，对于提升电力系统中的直流电源性能具有重要意义。