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横向磁通永磁电机具有良好的低速特性,同时具有高转矩密度特点,近年来在风力发电领域受到广泛关注。本文在分析横向磁通永磁电机的运行原理和结构特点的基础上,针对大容量表贴式横向磁通永磁电机,分别利用磁路解析法和电磁场有限元方法进行设计分析,论文主要研究成果如下: 针对表贴式永磁安装方式和半开口槽的大容量横向磁通永磁风力发电机,推导出电机主要尺寸计算公式。 建立了电机等效磁路模型。经过合理简化,得出电机空载等效磁路模型和负载磁路等效模型,并给出了电机空载主磁通、空载感应电势、负载磁密以及电感参数的求解方法。 采用ANSYS有限元分析软件建立了电机的三维有限元模型,对横向磁通永磁电机内部磁通分布进行了研究。利用APDL语言对ANSYS软件进行二次开发,编制了循环计算程序,得出空载感应电势、磁通密度分布、电磁转矩以及电感参数结果。有限元方法分析结果表明,本文给出的电机尺寸设计公式基本合理,提出的磁路分析法可靠且计算结果较准确。 本文基于C++Builder开发平台,结合ANSYS软件的二次开发,完成了大容量横向磁通永磁电机设计软件的开发。该软件能够设计MW级横向磁通结构的永磁风力发电机。给出3MW电机电磁设计参数和性能参数,并将磁路法计算结果与有限元分析结果进行比较。所开发的设计软件还具有良好的适应性,界面友好,操作简单。用户可利用该软件自主设计同类型MW级永磁发电机电磁方案。