吴波, 乔鸣忠, 夏益辉, 赵世遥, 王康宁, 邱泓铭, 姚宇杰, 杨科科
兵工学报.
2025, 46(S1):
250691.
茫茫大洋上,部分岛礁分布分散,彼此间距较远。传统能源发电方式面临供电保障困难、运维成本高昂等突出难题。为充分开发海洋可再生能源,构建可持续的海上能源供应体系,海上风力发电技术正逐步成为解决远海岛礁供电难题的战略选择。永磁游标电机(Permanent Magnet Vernier Motor,PMVM)作为一种基于先进磁场调制理论的新型电磁能量转换装置,凭借其低速大转矩的优异特性,在船舶推进和海上风电等领域展现出独特优势,尤其适合作为远海岛礁微电网的核心发电单元。针对切向励磁PMVM,创新性构建了多节点磁路解析模型体系。通过严谨的数学建模,获得了该结构下气隙磁场的精确解析解,并基于磁场调制理论及机电能量转换原理,系统化地建立了气隙磁场、空载反电势、电磁转矩及电枢电感等核心电磁参数与电机几何尺寸的量化关系。在考虑双边开槽效应的情况下,核心电气参数的误差控制在了2%以内。特别地,采用直流电流衰减法实现了电机电感参数的高精度实验标定,解析模型预测值与实测数据误差控制在3%以内,充分验证了理论模型的有效性。该研究为切向励磁结构PMVM的快速设计优化提供了完整的理论分析框架与工程实践指导,研究通过有限元仿真和样机实验的对比验证,证实了解析模型的准确性和工程适用性。