直驅式六相永磁同步海流發電機的設計及仿真分析

陳 哲，高藝菲，謝 衛，朱青云

(1. 上海海事大學，上海 200135； 2. 安徽大學，合肥 230039)

0 引言

近年來隨著能源消耗與環境污染等問題的日漸嚴重，對海洋能等清潔能源的開發與利用已經成為世界廣泛關注的焦點。海流發電由于其資源豐富、對環境污染較小、利用率高等優點，已成為海洋能發電的主要方式之一。多相發電機與三相發電機相比，增加了定子的相數，可降低相電流來解決并聯變流器的環流問題。對于3的倍數相發電機，根據中性點的不同連接方式，可通過繞組串聯來實現中壓并網，繼而解決海流發電系統在低壓、大電流情況下電流環不易控制、濾波器壓降大的問題[1]。多相發電機還具有轉矩波動小、功率密度高、輸出功率大、容錯性能好等優點[2]。雙Y移30°的六相永磁同步發電機在結構上與對稱的六相永磁同步發電機相比，電流中不含5次和7次諧波，已經成為未來海流發電機的主要選擇之一。

目前對海流發電機的設計工作研究較少。文獻[3]對國內外海流發電最新的研究進展情況進行了介紹，并分析了其關鍵技術。以一臺350 kW半直驅海流發電機為例進行電磁方案設計，通過對比選出滿足要求的設計方案。文獻[4]以230 W、200 r/min低速永磁同步海流發電機為例，對四種不同極數/槽數配合的設計方案進行了對比分析。文獻[5]介紹了海流發電機的結構特點以及設計方法，提出了海流發電機設計基本框架。目前雖對多相永磁同步電機原理上的研究已經比較成熟，但是將其運用在海流發電上仍然還處于初步探索階段，在設計等方面還需進一步深入研究。……