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无刷励磁机的优化设计计算研究

薛守栋  
【摘要】:无刷励磁机,也称带有旋转整流器的交流励磁机,是一台带有励磁机及与同步电机同轴的旋转整流器的交流励磁机。它是励磁系统的重要组成部分,直接影响发电机的运行性能。 与发电机相比,励磁机的尺寸小且售价低,一直没有得到足够的重视。因此,没有多少刊物或书籍来详尽介绍无刷励磁机的设计方法及设计原理。无刷励磁机没有现成的计算程序,我公司的技术人员,参照直流电机和中小型同步发电机电磁计算公式,自行编制了电磁计算书,进行手工计算、设计,满足了当时的生产需要;市场竞争的加剧,需要我们提供性能更高、型号更多的产品,发电机励磁调节器由模拟式向数字式的发展,也需要我们提供更准确的技术数据,这就要求我们进行大量准确的计算,原有的电磁计算书已经不能满足目前的需要,为此,我们需要开发无刷励磁机的计算机辅助设计程序,并进行优化设计。 本文主要工作内容有:经过研究,提出无刷励磁机适用的设计计算公式,用Fortran编制计算校核程序;利用有限元法确定漏磁系数、气隙系数等计算系数,再以场路结合法提高计算速度和结果的准确性;根据励磁机的型式实验报告,分析校核程序计算结果的准确性并进一步完善;根据无刷励磁机的设计特点及我厂的实际情况,设定合适的参数和约束条件,编制基于遗传算法的优化设计程序;对比分析优化前后励磁机的性能指标,验证优化设计程序的有效性并进一步完善。


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