双定子永磁同步发电机(I)—结构原理及其响应面法设计

双定子永磁同步发电机因具有高效、高功率密度而具有重要应用价值,但因其特殊的原理结构,难以采用现有的设计程序进行电磁设计。本文基于组成双定子永磁同发电机的内、外两个永磁同步发电机的单独设计,将响应面法应用于双定子永磁同步发电机的电磁设计中。首先给出双定子永磁同步发电机的原理结构及其电磁设计考虑;然后提出双定子永磁同步发电机的响应面设计方法及步骤,包括设计变量、目标函数的选取及具体的求解过程,采用遗传算法对响应面函数进行最优点求解;最后给出具体设计方案。该方案将在系列文章Ⅱ中进行有限元分析及样机制作和实验,以验证响应面法在双定子永磁同步发电机电磁设计中的应用有效性及该种电机的优越性能。

双定子永磁同步发电机(Ⅱ)——有限元分析及样机试验

对双定子永磁同步发电机进行了有限元分析计算和样机试验,验证了本系列前述文章中将响应面法应用于双定子永磁同步发电机电磁设计的有效性及电机性能的优越性。针对5kW的样机电机,在不考虑散热差异的前提下,双定子永磁同步发电机的功率/体积密度比内转子永磁同步发电机提高50%左右,额定工作效率达90%,且在很广的负载范围内都具有很高的运行效率,额定电压调整率只有6%。