为了解决永磁轴承的悬浮力不可控、安装精度高、所需空间大等问题,采用混合磁轴承作为水平轴风力发电机主轴系统的径向支承,在介绍结构形式与数学模型的基础上,对风力发电机转子系统进行了受力分析,并对径向混合磁轴承的结构参数和数字控制系统进行设计,构建了磁悬浮试验平台,完成了静态起浮和扰动试验。试验结果表明,试验样机参数设计正确,数字控制系统软、硬件设计合理,径向混合磁轴承系统性能稳定,为小型风力发电机磁悬浮支承技术的研究提供了参考。
风力发电机主轴系统的支承方式直接影响着风力机的起动阻力矩、发电风速、维护成本和使用寿命。为了根本消除机械摩擦磨损、减少后期维护、增加发电量和提高风能资源的利用范围,国内外众多学者将磁悬浮轴承技术应用到风力发电机中,又称磁悬浮风力发电机。但大多数的研究,主要是永磁轴承与机械轴承配合使用,完成风力机主轴系统的支承。由于永磁轴承一旦制作成型,承载力不能人为控制,在较大风速下,一旦主轴的偏移量过大,无法回到悬浮位置,机械摩擦磨损问题将再次出现。此外,永磁轴承多采用磁环叠加方式,磁环安装精度要求高,通常占据的径向空间也比较大。而混合磁轴承具有设计简单、体积小、电功率消耗少等优点,很可能成为未来磁悬浮风力发电机的主要支承形式,并将在缩减磁轴承体积、减轻整机重量、提高结构紧凑程度和塔架安全性等方面作出重要贡献。