基于ANSYS的风力发电用高温超导发电机仿真分析

发布时间：2017-12-22 21:26

本文关键词：基于ANSYS的风力发电用高温超导发电机仿真分析　出处：《曲阜师范大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：近年来,全球经济总体上在持续发展,人口的规模也在不断增长,导致人类对能源的需求量也在逐年提高,而能源资源的不断开发,使得全球资源总量处于不断减少的状态。同时化石能源的燃烧使用,随之带来了一系列的环境问题,资源环境和生态平衡处于日益恶化的境地,逐渐引起了世界各国的重视,人类对新能源的追求和开发日益迫切。风能作为一种可开发量大、分布广泛、清洁无污染的可再生能源,越来越受到人类的青睐。它也是目前人类掌握的开发技术中较为成熟的、可再生的能源的一种,在经济社会中发挥着越来越重要的作用。同时不断提高发电机的工作效率,也是提高能源利用率的一种有效途径。目前投入运行的风力发电系统主要有两种:一是高速风力发电系统;二是直驱风力发电系统。但由于所用的发电机本体体积较大,增加了运输和安装的困难,机械效率也并不能很好的满足人类的要求。近年来,科学技术取得了长足的发展,在高温超导材料的研究上取得了长足的进步,高温超导电机也应运而生。与目前使用的电机相比,高温超导电机具有明显的优势,比如同步电抗低、体积小、重量轻、效率高等。故在电力节能与资源节约等方面,高温超导发电机具有普通发电机无法比拟的巨大优势,在以后的发展和应用中具有极高地发展前景。基于上述原因,本文主要对发电机的结构进行了基础探究,与普通励磁电机进行了对比,同时采用了ANSYS软件对电机进行了二维建模和有限元分析,介绍了高温超导体的相关知识,解析了电机的电磁场分布,在二维建模的基础上,结合相关实验数据,计算了电机的空载电动势,并最终得到了高温超导发电机的二维气隙磁密状况。在ANSYS软件仿真的基础上,模拟了在不同负载下电流、电压、转速等变量关系,与普通发电机相关数据进行了对比分析。结合实验数据的分析比较,最终对高温超导风力发电机的优势有了更直观的理解,为高温超导电机的设计改进提供了有效的数据来源。
【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM315

【参考文献】