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风能做为一种清洁能源,其主要形式是风力发电,近些年发展迅速,各风电主机厂也陆续推出其主打机型。目前市场上应用最多的是永磁直驱风力发电机和双馈风力发电机。永磁直驱风力发电机承受低电压穿越能力强,可靠性高,但目前受磁钢价格高的影响,成本较高；而双馈风力发电机虽然成本低,但由于其高速齿轮箱故障率较高,且存在集电环和电刷,降低了系统的可靠性。本文适时提出了高速永磁风力发电机,该机型与永磁直驱风力发电机有相同的电气特性,且成本低,与双馈风力发电机相比,无集电环和电刷,系统的可靠性较高。因此,目前一些风电主机厂将其视为今后发展的重点。本课题是由永济新时速电机电器有限责任公司与太原重工签订的技术协议,为其设计制造一台3200kW,转速为1000rpm的高速永磁风力发电机。本课题在我厂现有永磁同步发电机设计技术的基础上,对高速永磁风力发电机的设计及关键技术进行了研究。通过有限元分析,对基于场路结合的电机的关键参数的计算。包括电机的计算极弧系数、电机的漏磁系数及齿槽转矩的仿真分析；基于谐波最小化,磁通最大化的分析,利用MATLAB软件对谐波进行傅立叶分解,结合绕组分布系数理论,确定节距选取的最优化原则；对永磁电机的齿槽转矩产生机理进行阐述,提出抑制齿槽转矩工艺上最易实施的4个方案,并通过斜槽的应用,分析了在在斜槽状态下,永磁风力发电机轴承的受力方向,最终确定了斜槽的方向；永磁风力发电机的关键部件永磁体进行抗去磁性能研究,针对传统电机设计利用稳态去磁电流校核永磁体,利用Ansoft软件进行场路结合的三相及两相电机短路仿真,以确定永磁体在极端情况下的安全状态；详述了永磁风力发电机的几种磁极安装形式,并对各形式的优、缺点进行分析,结合分析结果,选择本课题所需的永磁体安装形式,并利用ANSYS软件对转子冲片隔磁磁桥部位进行核算,以确定转子冲片的安全程度；对困扰风力发电机的轴电流问题进行了分析,详述了轴电流产生的原因,提出了对高、低频轴电流的抵制措施。最终设计完成该课题电机。通过试验,该电机各项性能满足用户要求,并已稳定运行一年。该电机为我厂首台自主设计的3MW功率级别永磁电机,为我厂今后大功率永磁电机的设计提供了数据支撑。