直驱风力发电机径向—轴向混合磁轴承设计及研究
摘 要：目前对新能源的使用程度不断加大，为提高对于风能的利用效率，需要解决直驱风力发电机系统的机械摩擦问题。在传统的发电机基础上进行改进得到了径向-轴向混合磁轴承。针对该轴承可以采用等效磁路法进行相关模型的建立，对参数进行分析，不断改进来实现轴承的稳定悬浮。
关键词：直驱风力发电机；径向-轴向混合磁轴承；进行轴承设计和研究
1 新型发电机性能的决定因素以及混合磁轴的优势
1.1 直驱风力发电机效率的決定因素
人类经济水平不断发展，地球上的煤炭、石油和天然气等一系列不可再生的资源被不断消耗。为应对好资源危机需要各个国家找到探索新能源的方法。在多种资源利用中最为常见的就是对风能的利用，根据研究表明风力发电总量占到全球发电总量的20%。
根据多次的实验结果可以知道直驱风力发电机性能的好坏主要是由启动时的风速来决定的。输出同样电能时启动风速越低，可覆盖范围越大，这样发电的时间也就越长。传统的风机转子主要采用的是滚动轴承，这样的轴承会使各系统之间的摩擦频率升高，使风速增高，导致对风能的使用效率降低[1]。
1.2 径向-轴向混合磁轴承的优势
使用径向-轴向混合磁轴承时可以极大地提高对风能的使用效率，转子主要是依靠磁场力来悬浮的，此时定子和转子之间是没有接触的这样就有助于降低风速，这是该轴承的优势之一。在成本方面由于没有接触也就降低了润滑剂的使用成本，不仅减少了对环境的污染，而且还免除了维护和维修的费用；传统的轴承精度会受到多方面的影响，但是如果想要提高磁轴承的精度只需要提高位移传感器的精度，这样就使提高精度的过程变的比较简单。磁轴承的变刚度以及阻尼系数都是由相关的系统进行控制的，因此在一定的范围内可以进行调节，这样会使轴承的性能得到提升。与传统的轴承相比较，径向-轴向混合磁轴承的优势明显[2]。
2 径向-轴向混合磁轴承设计过程
一般的磁轴承都是实现转子在多个方位上的部分支撑，无法在全方位上都采用磁轴的支撑，这样会导致启动风速降低程度较小。因此需要设计一种新的磁轴承来实现转子在全方位上的支撑，这就出现了径向-轴向混合磁轴承。这种转子系统在径向上采用磁力轴承进行支撑，在轴向上主要依靠机械力进行约束。在进行设计时采用的方法是有限元的方法，进行磁路分析以及轴承结构的研究时，需要对磁轴承的磁环高度和可叠加的磁环数进行记录。
直驱风力发电机系统主要包...
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