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题名波浪发电用交叉绕组横向磁通直线发电机优化设计
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作者
陈珉烁
黄磊
秦伟
李渊
杨建龙
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机构
南京工程学院电力工程学院
东南大学电气工程学院
东南大学南通海洋高等研究院
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出处
《电工技术学报》
北大核心
2025年第20期6446-6459,共14页
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基金
国家自然科学基金(52407041,51777033)
南京工程学院校级科研基金(YKJ202453)资助项目。
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文摘
在众多波浪发电装置中,直驱式波浪发电(DDWEC)由于结构简单、转换效率高而得到了广泛应用。为了提高功率密度,国内外研究人员在直驱式波浪发电中使用了不同类型的直线电机。其中,横向磁通直线电机采用垂直磁通路径和轴向叠压硅钢片,以阻断涡流,减少电机铁耗,提高功率密度。该文提出了一种采用周向与轴向交叉绕组连接的圆筒型横向磁通直线发电机。首先,阐述了电机结构、工作原理和绕组连接方法,推导了适用于任意单个线圈的反电动势通用表达式,通过改变永磁放置方向、线圈电流方向及轴向距离差就可以得到任意幅值和相位的反电动势。然后,研究了不同极槽配合和相绕组连接方式对平均推力和推力脉动的影响。相比周向三相结构和轴向三相结构,该文所设计的结构具有较低的推力脉动(2.62%)和较高的平均推力(227.38 N),单位体积下的功率密度为7.841 kW/m^(3)。电机采用混合励磁结构,从而适应不同波浪速度,实现磁场大范围调节,减少带载时电压的下降,并获得更高的电能质量。根据优化后的设计参数加工制作了一台原理样机,并搭建实验测试平台,实验结果基本与有限元仿真结果吻合。
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关键词
交叉连接绕组
直线电机
横向磁通电机
波浪发电
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Keywords
Cross-connected windings
linear machine
transverse flux machine
wave energy conversion
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分类号
TM351
[电气工程—电机]
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