摘要：伴随着人类文明的进步，我们在科技、生活、文化等方面的飞速发展，这些都离不开对能源的使用与开发，所以我们对各种能源的需求量越来越多。但因为人类不间断的消耗化石能源等所带来的环境问题已不能忽略，所以清洁能源的开发与使用变得尤为重要。现在我们的生活中已经离不开电能，人们对电能的需求日益扩大，如何利用各种资源、能源转换成电能变成了学者争先恐后去研究的问题，以风能、太阳能为首的清洁能源首先映入人们的眼帘，也成为了学者们研究的主要对象。利用风力发电是一种十分环保的发电方式，我们既能重新利用大自然的力量，又不会污染环境，还能得到我们生活所需的电能、机械能等。我国幅员辽阔，风力资源自然也十分丰富，但是远离城市的偏远地区存在生活用电难等问题，为此我们建设小型风力发电设备就存在着重大意义，而且其结构简单，建设和维护投入的成本低，作为一种补充电网供电和用于解决偏远地区的日常生活用电方式，对于提高偏远地区的供电覆盖率具有十分重要的意义。

本课题提出一种盘式外转子开关磁阻发电机（Disc Outer-rotor Switched reluctance Generator，DOSRG），作为小型风力发电系统的发电设备。文章的主要研究工作如下：

（1）阐述了DOSRG的工作原理和结构特点。

（2）根据课题的要求，首先通过公式计算确定DOSRG的结构参数，再根据计算的出的主要技术参数经过ANSYS Maxwell有限元仿真，分别通过静态、瞬态求解器分析DOSRG的性能，把得出的结果再跟设计目标做对比。

（3）通过定步长枚举法调节能够主要影响发电机的参数，经过Maxwell瞬态仿真得出的输出功率与发电功率的关系图，从中选出最优参数，通过这个方法对电机进行参数优化。

关键词：风力发电；开关磁阻发电机；有限元仿真。

目录

摘要

Abstract

一、绪论-1

1.1风力发电的背景及意义-1

1.2风力发电技术的研究现状-2

1.3国内外SRM的发展情况及研究现状-3

1.4 本课题研究目的和主要内容-4

二、小型风力发电系统及对风力发电机的要求-6

2.1风力发电原理-6

2.2小型风力发电系统的构成及工作原理-7

2.3小型风力发电系统的发展现状-7

2.4小型风力发电系统对风力发电机的要求-8

三、开关磁阻电机的结构和原理-10

3.1 DOSRG结构简介-10

3.2 DOSRG工作原理-10

3.3开关磁阻电机的特点和优势-11

四、ANSYS Maxwell软件学习和使用-14

4.1 Maxwell 2D简介-14

4.2 Maxwell2D新建工程示范-14

4.3 DOSRG模型搭建-17

五、DOSRG初步设计-19

5.1 DOSRG主要技术指标-20

5.2 DOSRG参数计算-20

5.3电磁负荷的选取-21

5.4 定、转子极弧的选取-21

5.5 气隙的选取-22

5.6其他主要参数的选取-23

六、Maxwell有限元分析-27

6.1静态磁场分析-27

6.2瞬态磁场分析-31

6.3 DOSRG优化分析-34

总结-36

致谢-37

参考文献-38