稀土永磁凸极同步发电机极靴形状的设计

研究稀土永磁凸极同步发电机气隙磁场的特点,结合典型规格样机的实测空载气隙磁场波形和电压波形正弦性畸变率,阐述稀土永磁凸极同步发电机极靴的形状对空载气隙磁场的波形、电压波形正弦性畸变率以及稳态电压调整率的影响,探讨稀土永磁凸极同步发电机极靴形状的设计。     

轴向磁通永磁发电机定子绕组结构改进及特性分析

针对成型永磁风力发电机气隙磁场调节困难、难以提高发电机性能的问题,文章通过推导轴向磁通定子无铁芯永磁发电机在基波与谐波磁场下的绕组系数和电动势方程,采用改变线圈边宽和厚度2种方法来提高发电机性能。实验分析结果表明:绕组空间布局对发电机性能有显著的影响,改进后的发电机电压波形正弦性畸变率THD为2.4%,比改进前减少54%,效率达到90%,比改进前提高了3.3%。采用该方法设计出的风力发电机性能较好,具有一定的使用价值。     

交直流混合供电同步发电机稳态性能的仿真

为了考虑磁路饱和和整流绕组因整流元件的开关引起的电流变化对交流绕组电压波形畸变率和直流电压的影响 ,将电机的多回路理论与有限元方法结合建立了交直流混合供电同步发电机的数学模型 ,利用关联变换建立绕组、整流桥与负载间的联接。对发电机不同负载时的稳态性能进行了仿真 ,该法考虑了由于凸极效应、磁路饱和、绕组布置以及定转子齿槽的影响产生的空间谐波磁场的作用。计算结果与实验结果进行了比较证明了数学模型的正确性     

隐极式无刷自励恒压单相同步发电机

交流同步发电机励磁方式的研究仍然是当今电机设计师和电机工程师们的一项重要的课题。同步电机无刷化代表了八十年代励磁方式的发展方向。本文提出单相同步发电机的一种新的励磁方式。它将交流励磁机与主发电机在铁心中合二而一,利用倍极绕组建压,将有害的电枢反应逆序磁场利用来进行负载补偿。利用这种励磁方式研制成功的小型单相同步发电机结构简单、运行可靠、经济合理,具有良好的自励恒压性能。本文对这种励磁方式良好的电压补偿作用进行验证。分析造成这种发电机输出电压波形中出现3次谐波的原因,并讨论了改善输出电压波形的措施。最后提出了铁心中的直流基磁问题,作为下一阶段研究工作的起点。     

6kVA三相永磁发电机中频逆变单相工频电源的设计

稀土永磁发电机具有结构简单、效率高优点,但是永磁体的工作点随着负载变化而变化,而且产生的气隙磁场是方波形,因此电压的调整率和波形畸变率都比较大.本文介绍采用SPWM脉宽调制方式,通过交-直-交变换,把稀土永磁发电机三相中频电压变换成单相工频电压的设计,实测样机性能说明本系统具有效率高、电压的畸变率和调整率小的特点.     

负序磁场自励恒压单相无刷同步发电机的设计研究

研究利用负序磁场实现自励恒压的单相无刷交流同步发电机的系列设计问题.着重介绍了该发电机转子旋转整流电路的接线方式和定、转子绕组结构,分析了发电机在空载和负载2种情况下的运行特性以及该系列发电机的设计特点,指出了采用该励磁方式的单相交流同步发电机在设计和制造过程应注意的问题.     

采用无功补偿提高中小功率柴油发电机的性能指标

中小功率发电机采用自动电压调节器调节励磁电流具有电压稳态调整率小的特点,但是发电机带感性负载的电枢反应使得电压波形畸变率加大,本文阐述中小功率单相柴油发电机采用自动调速和无功补偿的双闭环控制,通过样机性能实测表明发电机具有电压波形畸变率小、电压和频率调整率小的特点,具有工程实用性。     

异步化超高压发电机转子结构优化

为了减小异步化超高压同步发电机气隙磁密的谐波影响,改善感应电动势波形,对异步化超高压同步发电机进行结构优化;采用有限元方法对异步化超高压同步发电机不同转子绕组的连接方式及槽型进行了仿真分析,得到了气隙磁密和感应电动势的谐波含量.结果表明:采用双层叠绕组连接方式和半开口槽型的转子结构时,异步化超高压同步发电机的感应电动势谐波含量能达到国标要求,并能提高该类电机运行的可靠性.     

基于改进型正弦脉宽调制算法的单相逆变器输出电压和波形控制

尽管SPWM调制能获得较好的正弦波,但其谐波问题仍然不可忽视,就单相逆变器输出电压和波形控制问题在SPWM调制的基础上进行了一些改进研究﹒采用了在基波正弦调制参考波中附加一个三次谐波分量的方法,采用matlab/simulink对传统SPWM控制下的单相逆变输出和改进型算法分别进行了仿真比较,结果表明,采用改进SPWM控制算法对单相逆变器输出进行调制时,基波电压输出明显增大,输出电压总的谐波畸变率明显降低﹒该改进方法对单相逆变器输出电压和波形控制有一定的实际价值﹒     

小型单相同步发电机并列条件仿真分析

小型单相同步发电机并列控制器设计时,并列参数选择需要限制合闸后冲击电流不大于一定范围。通过建立小型单相同步发电机并列系统的场路耦合时步有限元模型,并采用ANSYS的APDL语言编制的计算软件,研究了两台单相同步发电机在不同并列参数差值下并列的暂态过程,得出在3个并列参数差值单因素及多因素作用下合闸后冲击电流的大小和变化规律,为单相同步发电机并列控制器设计提供了准确的并列条件。     

基于MATLAB仿真的发电机阻尼绕组负面影响研究

发电机阻尼绕组的设计理念是为了提高电力系统的动态稳定性,但在超高压、远距离、大电网系统中,发电机阻尼绕组对提高动态稳定性方面的作用不明显.基于MATLAB-S im Power System s的动态仿真结果,从空载情形的发电机机端三相短路、机端相间短路和发电机所连线路远处三相短路的角度,讨论了发电机阻尼绕组对电力系统的负面影响,仿真结果证实了阻尼绕组不仅会导致短路电流幅值成倍地增大,而且会给电力系统带来高次谐波.     

采用磁流变阻尼器的斜拉索半主动控制

采用基于位移和速度方向的半主动控制算法，对斜拉索和磁流变阻尼器组成的系统进行了动力分析．考察了斜拉索基频（张力、索长、质量）、Irvine参数、激励荷载（类型、频率、大小）等各种因素对斜拉索动力响应的影响，并与磁流变阻尼器被动控制、最优粘性油阻尼器控制效果进行了比较．以全索全时段振动响应的均方根作为振动控制效果的评价指标．研究表明：磁流变阻尼器半主动控制对斜拉索抑振效果比磁流变阻尼器被动控制、最优粘性油阻尼器有较大幅度的提高；索全长全时程振动响应的位移均方根减小幅度可达50％，且在磁流变阻尼器型号的有效区间内，可使多阶振动模态均取得较好的减振效果．     

不同纳秒脉宽电压下变压器绕组电压分布研究

为研究快速暂态过电压(VFTO)、雷电波进入变压器引起高压绕组电压分布的规律,进行了不同纳秒脉冲宽度电压下绕组电压分布研究。基于一台带抽头的10 k VA-220 V/2 400 V变压器,搭建试验平台,测量和分析了不同脉宽电压下的绕组电压分布;基于COMSOL Multiphysics有限元软件计算了绕组电容参数矩阵并建立多导体传输线模型(MTLs),仿真计算了绕组电压分布;使用MTLs仿真计算和试验测量得到的绕组电压分布具有很好的一致性。深入分析得出:除波头时间外,脉冲宽度是影响绕组电压分布的重要原因,电压脉冲宽度越小,绕组电压分布越不均匀。     

大型水轮发电机电磁场模型及其对温度场的影响

为了准确分析大型水轮发电机的损耗和发热问题,分别建立了2维稳态电磁场、运动电磁场和场路耦合的有限元模型,并以1台36MW贯流式水轮发电机为例,对转子铁芯损耗和阻尼绕组损耗进行了计算。在此基础上,结合3维温度场有限元计算,分析了3种不同电磁场模型对转子热源和温度计算结果的影响,并与试验数据进行了对比。结果表明,场路耦合模型计算精度更高,额定工况时每根阻尼条的损耗不等,背风面阻尼条的发热明显大于迎风面的阻尼条,转子最高温度位于阻尼绕组而非励磁绕组。研究结果对提高大型水轮发电机转子损耗和温度场的计算精度以及设计、运行的可靠性具有参考价值。     

暂态分析中变压器线圈等值参数的确定

提出了暂态分析中变压器线圈改进的等值电路，介绍了变压器线圈电感的物理模型和计算公式。实测试验表明，在变压器低压线圈短路时，高压线圈与空心线圈的电感相同，且电感随频率的增加而减小，其低频值与计算值相当，但电容在低频和高频时几乎不变。最后根据计算与实测结果分析提出了确定等值电路中各项参数的方法。     

变压器纵绝缘设计中冲击响应电压分布的仿真分析

讨论了不同频率下电力变压器绕组等值电路的建立原则,提出了一种适用于高频冲击作用的变压器绕组等值电路模型。采用pspice仿真软件对雷电波冲击作用下变压器绕组的暂态响应电压进行了仿真分析,比较了两种不同设计方案中变压器绕组的冲击响应电压分布情况,验证了变压器绕组分区绝缘结构的合理性。     

同步发电机整流系统的稳定性分析

同步发电机整流带反电动势负载时,当系统参数不匹配,在一定工况下,可能出现低频振荡。为了消除低频振荡,基于系统的特征方程、利用R ou th判据推导出小扰动稳定判据,对特征根和系统的等效阻抗进行了计算和分析。系统出现低频振荡是由于系统负的等效阻抗导致自激和Hop f分叉。当系统的总阻抗为零,且有一对共轭的特征虚根时,低频振荡出现。仿真证实了理论分析。给出在转子的交轴上增设一短路绕组和增大交轴阻尼绕组的时间常数等几种解决低频振荡的措施。     

基于TMD阻尼器高压电气设备地震响应及振动控制

变电站高压电气设备如互感器、断路器、隔离开关等,在维持电力系统的正常运行中起到了关键性作用。当发生地震灾害时,变电站中电瓷型电气设备最容易发生破坏,造成重大经济损失。利用数值分析方法,建立了典型高压电气设备的三维有限元模型,研究了典型SF6断路器的地震响应,同时分析并对比安装环形调谐质量阻尼器(简称TMD阻尼器),通过改变阻尼器阻尼系数及质量块质量,研究了安装环形TMD的振动控制效果。研究结果表明:在地震作用下,断路器边侧极柱顶端易产生较大位移,根部易产生较大应力,当安装TMD阻尼器时,随着阻尼器阻尼系数和质量块质量的变化,断路器位移、应力、加速度变化符合一定规律,并且当阻尼系数取0.05左右,质量比取主体结构质量的9.375%时,减震效果最佳。研究结果对指导高压电器设备的抗震设计提供有价值的参考。     

基于Comsol多物理场仿真的短路工况下变压器轴向电磁力的计算

过大的短路电磁力会影响变压器的安全运行及电网的稳定性。为了计算研究短路条件下变压器绕组的轴向电磁力,本文建立了110 kV/38.5 kV/10.5 kV的变压器“磁场-电路”耦合模型,使用Comsol Multiphysics软件对三相高压对中压绕组短路工况下的变压器进行了仿真,并得到了铁心磁密和内部辐向漏磁磁密的分布,B相高压中压绕组所受的轴向电磁力,以及在不同电流载荷下绕组所受轴向电磁力的变化规律。结果表明,变压器内部辐向漏磁磁密主要集中在绕组端部,峰值可达0.03 T,绕组中间位置,辐向漏磁磁密为0。绕组所受轴向电磁力的频率主要为50 Hz和100 Hz,且随着短路时间的增加,其二倍频特性愈加明显。随着短路励磁电流增加,绕组受到的轴向电磁力也会增大,且轴向电磁力增幅等于电流增幅的平方。