基于结构改进和分层协作优化的IRSP PMSWT的CT和TR抑制研究
Dongrui Wang1, Zuoxia Xing2, Wei Li1
1School of Electrical Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang, China.
Scientific reports
|November 13, 2025
概括
这项研究优化了永磁同步风力轮机 (PMSWT) 以减少合扭矩 (CT) 和扭矩波动 (TR). 改进的设计显著减少了CT和TR,同时提高了性能指标.
科学领域:
- 电气工程 电气工程
- 可再生能源系统可再生能源系统
- 机电设备 机电设备 机电设备
背景情况:
- 永久磁同步风力轮机 (PMSWT) 对于可再生能源发电至关重要.
- 阻力扭矩 (CT) 和扭矩波动 (TR) 对PMSWT的性能和效率产生负面影响.
- 现有的设计经常面临性能优化和干扰减少之间的权衡.
研究的目的:
- 建议和验证内部旋翼突出极永久磁铁同步风力轮机 (IRSP-PMSWT) 的新型结构.
- 开发一个"参数分层-协调优化"战略,以尽量减少CT和TR.
- 提高发电机的整体性能,包括扭矩密度和背面的EMF质量.
主要方法:
- 用有限元模拟来分析三个改进结构的电磁特性.
- 斯皮尔曼相关性分析将设计参数分层分为关键层和次层.
- 为了优化,采用了改进的多目标击群算法和参数扫描方法.
主要成果:
- 改进的B型结构显示出最佳的综合性能.
- 优化的B型结构实现了TR减少15.07%,CT减少55.71%.
- 观察到扭矩密度的显著改善和无负荷背电机力 (EMF) 的波扭曲率的减少.
结论:
- 拟议的"参数分层-协调优化"战略有效地减少了IRSP-PMSWT中的CT和TR.
- 优化的设计提高了扭矩密度和EMF质量,达到低干扰和高利用率的目标.
- 这项研究有助于更高效,更可靠的风力轮发电机设计.
