张国辉，谢 卫，张如雪

(上海海事大学，上海 200042)



基于Ansoft的海流发电机设计与分析

张国辉，谢 卫，张如雪

(上海海事大学，上海 200042)

以直驱式海流发电机为研究对象，针对发电机的结构特点、设计特点进行了理论分析，并用Ansoft软件中的RMxprt模块和Maxwell2D进行电机建模和电磁分析。重点讨论了直驱式海流发电机的设计特点，突出了海流发电机在设计和分析时的特殊性，为其他形式的海流发电机提供理论依据。

直驱式；海流发电机；永磁体；有限元分析

1 海流发电机的基本结构与原理

1.1 海流发电机的基本结构

海流发电机主要由转子、定子、永磁体、导流罩等部件组成。为了减少涡流损耗，电枢铁心采用叠压片结构。采用发电机与涡轮机直接耦合的直驱形式，减小了海流发电机在能量转换时产生的损耗，对提高系统效率和运行可靠性具有重要的意义。[1]

1.1.1 转子结构

永磁同步电机与普通电机的差别主要在转子磁路结构上，其转子结构灵活多样，可适应不同技术要求的需要。本文采用径向式磁路结构。

1.1.2 永磁体结构

为减小电机的体积，获取高功率密度，必须有足够大的气隙磁密，所采用的永磁材料应具有足够大的剩余磁密和矫顽力。本文的转子磁路结构为径向，永磁体径向布置是永磁体磁极的串联磁路。它的特点是：永磁体磁极直接面对气隙，磁极易于制成聚磁形状，磁通损失小，气隙磁通集中且分布均匀。磁极串联后的磁感应强度比单个永磁体的磁感应强度高5%～10%，并且永磁体的励磁方向与气隙磁通轴线一致，漏磁系数比切向式结构小，制造工艺简单，成本低，适用与多级大、中功率电机。……