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一種垂直軸風機用雙三相不均齒永磁直驅發電機

文檔序號:41262835發布日期:2025-03-14 12:41閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種垂直軸風機用雙三相不均齒永磁直驅發電機,其特征在于:

2.如權利要求1所述的垂直軸風機用雙三相不均齒永磁直驅發電機,其特征在于:所述定子齒寬度與調制齒寬度不同,定子齒寬要大于調制齒寬,調制齒與定子齒數量相同。

3.如權利要求1所述的垂直軸風機用雙三相不均齒永磁直驅發電機,其特征在于:所述不均勻調制齒為在圓周方向上分布不均勻,以同一相繞組上的齒為一組,同組內的兩齒間距固定,且每組均相同,而兩組間的間距不固定,為方便說明將繞組分為abc和abc表示,雙三相繞組中,兩對應相,即aa兩相,bb兩相及cc兩相的齒組間間距固定,本專利對其的定義為不均勻系數,由于有兩種間距分布,定義了兩種不均勻系數:c1代表一組齒內的兩齒間距,反應不均勻齒對發電機性能的提升;c2代表齒組間間距,代表了不均勻齒對發電機工作范圍拓展,具體定義為:

4.如權利要求1所述的垂直軸風機用雙三相不均齒永磁直驅發電機,其特征在于:所述集中繞組組成雙三相繞組,通過改變雙三相繞組的串并聯方式調整電機工作模式,規定以繞組產生電動勢方向為正方向,將aa并聯、aa正向串聯、ab反向串聯、ac正向串聯和ac反向串聯實現電機的5種功率不同的串聯工作模式,不同的工作模式具有各自的最優工作風速區間,通過調整電機運行模式以實現寬范圍的高效發電。

5.如權利要求1所述的垂直軸風機用雙三相不均齒永磁直驅發電機,其特征在于:所述定子鐵心由形狀一致的硅鋼片沿軸向疊壓而成。

6.如權利要求1所述的垂直軸風機用雙三相不均齒永磁直驅發電機,其特征在于:所述轉子永磁體采用沿圓周切向方向充磁,所有永磁體寬度一致,永磁體磁極相對安裝,相鄰永磁體間夾裝有轉子鐵心。

7.如權利要求1所述的垂直軸風機用雙三相不均齒永磁直驅發電機,其特征在于:所述轉子鐵心數量與永磁體一致,且所有轉子鐵心的寬度一致。

8.如權利要求1所述的垂直軸風機用雙三相不均齒永磁直驅發電機,其特征在于:所述磁橋結構,是將轉子鐵心進行連接,連接方式是將間隔的轉子鐵心全部連接在一起,圓周方向上的一半轉子鐵心全部連接在一個磁橋上,另一半不連接,且連接部分的寬度和鐵心寬度一致。

9.如權利要求1所述的垂直軸風機用雙三相不均齒永磁直驅發電機,其特征在于:所述調制齒和轉子永磁體有一定的數量配合關系,即pg=|pr-nst|,其中pg為繞組極對數,pr為永磁體極對數,nst為定子齒數,對于本專利提出的雙三相不均齒永磁直驅發電機,定子齒數為應12的整數倍。

10.一種直軸風機用雙三相不均齒永磁直驅發電機用多目標優化算法,其特征在于:所述多目標優化算法通過結合熵權優劣解距離法和黑翅鳶算法,熵權優劣解距離法計算代理模型中各優化目標的優化權重,對優化目標進行分級優化,代理模型可以通過樣本集計算電機的映射函數,并通過黑翅鳶算法高效的計算電機的最優參數組合。

11.如權利要求10所述的多目標優化算法,其特征在于:所述多目標優化算法,是利用了熵權優劣解距離法計算優化目標權重的能力,計算了考慮所有優化參數的綜合優化目標權重,并在代理模型中考慮此權重,生成一個考慮電機優化目標權重的代理模型,針對此代理模型采用黑翅鳶算法進行多目標優化,計算電機的最優參數組合。

12.如權利要求10所述的多目標優化算法,其特征在于:所述熵權優劣解距離法是一種決策分析方法,通過計算數據集中的理想解和當前數據解的距離得到每個參數的評分,而在熵權優劣解距離法的計算過程中,會得到每個優化參數對每個優化目標的優化權重,以及各優化參數的敏感度,綜合考慮敏感度和優化權重得到代理模型權重,公式為:

13.如權利要求10所述的多目標優化算法,其特征在于:所述代理模型是一種通過數據集,擬合模型曲線的方法,數據集來自有限元模型計算,計算完畢后通過代理模型進行擬合,并通過代理模型進行擬合,得到一個多項式方程,是優化參數和優化變量的映射函數,在電機上應用時需要針對每個優化目標單獨計算代理模型,經過熵權優劣解距離法得到的權重加權后為綜合優化代理模型。

14.如權利要求10所述的多目標優化算法,其特征在于:所述黑翅鳶算法是一種元啟發式算法,算法通過兩種不同的迭代計算方式:“攻擊行為”迭代和“遷徙行為”迭代,交替迭代模型,在給定的優化參數范圍內計算電機的最優參數組合。


技術總結
本發明涉及新能源發電領域,提供一種垂直軸風機用雙三相不均齒永磁直驅發電機。所述雙三相不均齒永磁直驅發電機由定子和轉子組成;定子包含鐵心及環形集中繞組,其鐵心上設有不均勻分布的調制齒,調制齒與定子齒之間存在偏轉角度,繞組、定子齒和調制齒數量相同,繞組組成兩套三相繞組以實現多模式運行能力;轉子由磁橋和數量相同的轉子鐵心及切向勵磁永磁體構成,其中磁橋連接了半數鐵心;所述多目標優化策略通過結合熵權優劣解距離與黑翅鳶算法,能夠根據優化目標優先級,高效地計算電機的最優參數。此發明提升了新能源風力發電的運行效率和控制靈活性,具有良好的工程應用前景。

技術研發人員:徐帥,周哲,張寬,聶瑞,程志平,李忠文,司紀凱,王培欣
受保護的技術使用者:鄭州大學
技術研發日:
技術公布日:2025/3/13
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