双馈发电机应对电网低次谐波的直接谐振控制

为解决双馈发电机因电网低次谐波引起定子、转子电流和电磁转矩中含有谐波分量,导致双馈发电机输出电能质量降低和不能稳定运行的问题,提出了定子电流直接谐振控制方案。首先分析电网低次谐波对双馈发电机的影响;然后提出了基于谐振控制器的定子电流直接谐振控制方案;最后进行仿真研究。仿真研究表明,定子电流直接谐振控制方案可有效消除定子、转子电流和电磁转矩中的低次谐波分量,验证了控制方案的正确性和有效性,为工程实际应用提供参考。     

多相异步电机谐波电流与谐波磁势的对应关系

为了分析定子绕组流过非正弦电流时多相异步电机的运行性能,必须了解谐波电流与谐波磁势的对应关系。通过Fourier级数把非正弦电流分解为基波电流和一系列谐波电流,分别计算各次时间谐波电流所产生的不同次空间谐波磁势,得到谐波电流次数与产生的合成谐波磁势次数间关系且给出通用表达式。结果表明:多相异步电机谐波电流与谐波磁势间的对应关系不同于三相异步电机。分析了某十二相异步发电机未能建立基波电压却建立了谐波电压的原因,并提出了解决方法。     

大型水轮发电机转子偏心下电感参数的有限元计算

由于实际生产中,大型水轮发电机的转子往往存在不同程度的偏心现象,造成气隙磁场分布畸变,直接影响发电机运行,故为探讨发电机偏心下的运行性能,需要计算转子偏心时的电机参数。采用二维磁场有限元法,计算了大型水轮发电机在转子偏心下的磁场分布以及定子和转子绕组的自感、互感参数。有限元分析和磁导法计算结果比较表明:转子偏心造成定子支路间、定转子支路间的电感不再对称,偏心朝向处的定子支路自感和定转子支路互感变大,反向处则变小。     

水轮发电机干燥处理问题研究

一般情况下,用外部加热法、铁损法对水轮发电机进行干燥,都需要将发电机定子或者转子抽出,分别对这两者进行干燥,这样的话不仅费时而且费力。因此,本文主要对短路电流干燥法对水轮发电机干燥进行分析,这种方法可以使定子和转子一起进行干燥,因此,短路电流干燥法明显优于外部加热法、铁损法对水轮发电机的干燥,此方法有着明显的经济效益。     

六相30°相带绕组的同步发电机

本文论述六相30°相带绕组同步发电机的基本原理和特点,研究包含高众谐波的定子电流产生的磁势谐波的特征和规律,并分析了在超巨型汽轮发电机和带整流负载的同步发电机上采用六相30°相带绕组的一系列优点。文中介绍了在50千伏安试验电机上进行试验的部分结果,并提出应用这种电机必须研究的课题。     

水轮发电机组轴系非线性电磁振动特性分析

根据不平衡磁拉力与转子偏心的非线性关系,把气隙磁导展开为傅里叶级数,推导出不平衡磁拉力的解析式,建立了水轮发电机组轴系非线性电磁振动的动力学模型和微分方程,并采用数值方法分析了不平衡磁拉力下转子系统的非线性动力学响应.仿真结果表明:发电机转子和水轮机转子随激磁电流变化存在周期1运动、周期7运动及复杂的拟周期运动等,其特征频率除主要在1倍频处外,还分别在1.2～1.5倍频和0.2～0.8倍频处存在大量的谐波分量;随着转子质量偏心的增大,转子系统的固有频率降低,发电机转子高频分量不断减小,水轮机转子低频谐波却不断增大.     

十二相高速异步发电机转子损耗

为了分析采用鼠笼实心转子特殊结构的十二相带整流负载高速异步发电机转子发热情况,需要准确求得电机转子中产生的损耗。采用有限元软件AN SY S对电机进行了二维谐波场及瞬态场的计算,将转子损耗分为定子基波电流产生的基波磁场引起的损耗、定子基波电流产生的齿谐波磁场引起的损耗和齿谐波磁导变化引起的损耗等3部分。仿真计算结果表明:基波磁场损耗较小,47、49次齿谐波磁场损耗较大,而齿谐波磁导变化引起的损耗最大。因此,在高速实心转子异步电机中,齿谐波磁场和齿谐波磁导变化在转子引起的损耗占转子损耗的主要部分。     

转子偏心及定子斜槽凸极同步发电机支路的感应电动势

为了快速准确计算转子偏心及定子斜槽的凸极同步发电机的空载支路电压,采用非线性二维有限元法对转子偏心及定子斜槽发电机的磁场进行计算.提出了采用运动气隙线处理定转子相对运动、利用多层分片模型中导体电动势叠加计及定子斜槽的方法,计算了转子静态偏心下的同步发电机的空载支路感应电动势,并分析了转子偏心对支路感应电动势的影响.该方法计算准确,计算量小,与3 kW凸极同步发电机的实验结果的比较说明了计算方法的正确性.     

同步发电机定子绕组匝间短路下电磁转矩和振动分析

在考虑气隙偏心的情况下,分析了定子绕组匝间短路后同步发电机气隙磁场的变化特征,得到该内部故障前后电磁转矩和振动的变化规律,特别是瞬时转矩中的脉冲转矩分量幅值和频率的变化特征．应用场路耦合法分析了内部故障与偏心双重条件下的电机端电流第17阶和第19阶分量特征．通过动模实验实测了一台容量为7．5kVA的发电机定子绕组匝间短路时的定子垂直方向振动加速度信号并对其进行了离散频谱分析．结果表明,发电机定子绕组匝间短路后,其2倍基频振动加速度变化大,第17阶和第19阶谐波电流幅值可作为检测未发生或发生内部故障的电机的动态偏心严重程度的特征值     

鼠笼型异步电动机转子故障在线检测

研究鼠笼型异步电动机转子断条故障和偏心故障的在线检测方法.通过对定子电流和轴磁通信号的频谱分析,可以得出,定子电流中的齿谐波分量可作为转子静态偏心的特征分量,轴磁通信号中的3sF1分量可作为转子断条故障的特征分量.设计了以单片机为核心的检测系统.实验结果证明了本方案的可行性.     

感应电动机转子偏心故障的微机检测系统

研究感应电动机的转子偏心故障的在线检测方法,分析了转子偏心后的气隙磁场,得出定子电流中的齿谐波分量可作为转子静态偏心的特征分量。设计了以单片机为核心的检测系统,给出了系统的硬件和软件框图。针对齿谐波分量检测中值得注意的问题设计了专门的电路,说明了数据的处理方法。针对不同程度的偏心进行了在线测量,证明本方案的可行性。     

多相无刷励磁系统励磁机定子电流谐波特性

由于无刷励磁旋转整流器与转子一起旋转,整流器的故障无法得到直接的监测,但依据故障在定子励磁绕组中反映的特征来实现监测是一种有效的途径。为此,首先分析了正常运行及旋转整流器一管开路时多相无刷励磁机的电枢电流及其产生的电枢反应磁势,进而得到了2种运行状态下多相无刷励磁机定子电流谐波特性;最后对系统进行了仿真,通过谐波分析得到了励磁机定子电流的谐波特征,仿真结果与理论分析相符。该方法为分析旋转整流器不同运行状态对励磁机定子电流谐波特性的影响奠定了基础,可应用到对多相无刷励磁系统旋转整流器故障诊断的进一步研究中。     

双馈风力发电机电流谐波分析

由于变速恒频发电系统中交-交变频器输出电压中含有大量谐波,导致发电机输出电能质量无法满足实际需求.针对这一问题,在分析双馈发电机数学模型的基础上,对双馈发电机转子侧输入非标准正弦电压情况,以及定子侧电压出现三相不平衡情况时,电机定子及转子侧的电流进行傅里叶分解,分解为基波电流和一系列谐波电流,得到各次谐波幅值及其频率,从而进行谐波分析和仿真研究,验证分析方法的正确性.     

系统谐波与负序电流对水轮发电机的影响

随着电力系统中电力电子装置以及不平衡负载大量增加，谐波和负序污染日趋严重，它们对发电机的运行安全带来危害，采用多回路法建立的凸极同步电机d,q系统模型，导出了在外加任意谐波或负序时定转子电流，电磁转矩以及阻尼条电流分布的稳态计算方法，通过实例计算，分析和说明了电力系统谐波和负序对大型水轮发电机的影响。     

计及转子阻尼效应的定子谐波漏抗

给出考虑转子谐波对定子谐波的阻尼作用时,鼠笼式异步电动机定子绕组谐波漏抗的计算方法.这一方法在参数计算准确度方面优于传统方法;同时对变极调速异步电动机,当其定子磁势谐波含量比正规绕组较大时,其电磁计算尤为重要。     

用有限元法计算分数槽绕组水轮发电机的回路参数

运用有限元法进行水轮发电机磁场分析并计算了定转子回路参数;利用分数槽绕组电机的特点,提出了一种提高参数计算精度的方法．将本文的方法应用于ＳＦ２２０５３０／９０５０大型水轮发电机定子绕组内部故障时的回路参数计算中,取得了较为合理的结果．     

用有限元法计算分数和槽绕组水轮发电机的回路参数

运用有限元法进行水轮发电机磁场分析半计算了定转子回路参数；利用分数槽绕组电机的特点，提出了一种提高参数计算精度的方法。将本文的方法应用于ＳＦ２２０．５－３０／９０５０大型水轮发电机定子绕组内故障时的回路参数计算中，取得了较为合理的结果。     

直驱永磁风力发电系统机侧谐波的抑制

研究一种背靠背三电平变流器控制下的直驱永磁风力发电系统,其中机侧变流器采用二极管中点钳位型三电平变流器在转子同步旋转坐标系下对定子电流进行控制,对发电机电流谐波进行抑制。研究三电平变流器的开关状态和调制方法,采用双重傅里叶级数的方法对机侧三电平变流器的谐波特性进行分析,并提出考虑中性点电压平衡的机侧谐波抑制控制策略。对三电平和两电平变流器直驱永磁风力发电系统进行对比仿真实验研究。研究结果表明:在不同转速和负载条件下,三电平拓扑能有效抑制发电机电流谐波,提高发电机组效率。     

基于解耦算法轮毂电机偏心故障补偿控制研究

轻型电动车用外转子永磁同步电机的定转子气隙会随路面激励和载荷而产生形变偏心。偏心导致电机气隙磁感应强度改变,引起磁感应强度径向和切向的不均匀分布,以致加剧电机的转矩波动,影响车辆的舒适性和安全性。现提出一种外加独立补偿绕组方法,基于空间解耦理论,研究补偿电流通入补偿绕组所产生的电磁力与电磁转矩谐波的耦合关系,实现削弱电磁转矩谐波的目的。仿真结果和试验结果表明,此方法对偏心造成的转矩波动有一定抑制效果,对轮毂电机转矩波动抑制具有实际应用价值。     

爪极发电机转子结构对电磁力谐波和振动噪声的影响分析

为了削弱爪极发电机的电磁力谐波以降低振动噪声,利用解析方法分析了爪极转子结构参数对主要电磁力谐波的影响。首先,建立了考虑转子结构参数的电磁力解析模型,并通过有限元计算验证了解析模型的准确性;其次,分析了极尖和极根宽度对引起电磁振动噪声的主要电磁力谐波的影响规律;最后,对发电机振动噪声进行了削弱。研究结果表明:当极尖和极根宽度的变化范围控制在15%以内时,对发电性能的影响较小,且选取适当的极尖和极根宽度值能够有效降低电磁力谐波幅值;对转子结构进行改进后,发电机表面的径向振动峰值下降了20%,总声功率级(A)下降了2.3dB。