钱宇晨，曹若旸，张留铭，李长玉

（1.广州城市理工学院，广东 广州 510800；2.华南理工大学广州学院，广东 广州 510800）

前言

旋转机械发电机是利用机械能和磁能转换为电能的装置，在水电，风电及热电等领域应用广泛，尤其在风电领域取得了成功的应用，是未来风力电机组发展应用的一个主要研究领域，因此旋转机械发电机的研究和开发是发电机领域研究的难点和热点[1]。目前，依靠现有的经验和模型实验等传统设计方法来验证模型的合理性，不仅占用大量的研发时间和耗费大量资本，而且在优化设计和产品研发周期等方面都具有一定的局限性，很难从根本上实现直驱发电机的快速设计[2]。随着数值分析技术与计算机仿真技术迅速发展，许多实际工程应用设计问题得到了有效解决[3]。通过计算机数值模拟技术的引入，可以快速地实现产品的优化设计，并降低产品的研发成本，这样改变了以前的样机测试开发途径，转变成现在较为流行的虚拟样机研发方法[4]。本文利用有限元法分析具有永磁体的转子的应力分析及其圆周旋转运动在磁性材料的定子绕组中产生感应电动势，发现发电机产生的线圈电压与时间呈现函数相关特征的规律性。该有限元模型能够通过模拟材料参数，通过定义不同的绕组的匝数，转子的角速度，扇区数，绕组中导线的直径，研究发电机的长度对线圈产生电压的影响。

1 模型的搭建及选用材料

1.1 前处理的设置

此永磁发电机首先通过设置绕组中导线的直径、绕组中的匝数、转子的角速度、发电机的长度和扇区数，确定其基本参数。……