电机定子线棒股线间环流的简化计算模型

介绍了在假定条件下大型汽轮发电机定子线棒股线间环流计算模型中股线参数及线棒端部附近漏磁场的简化计算方法 .计算了QFQS 2 0 0MW汽轮发电机定子上、下层线棒的环流 ,并与相关文献的结果做了比较 ,证实了所用方法的有效性     

电机定子线棒股线间环流的简化计算模型

介绍了在假定条件下大型汽轮发电机定子线棒股线间环流计算模型中股线参数及线棒端部附近漏磁场的简化计算方法,计算了ＱＦＱＳ－２００ＭＷ汽轮发电机定子上、下层线棒的环流,并与相关文献的结果做了比较,证实了所用方法的有效性。     

水轮发电机定子线棒4种换位的分析与比较

为了减少水轮发电机定子线棒股线间的环流及其附加损耗和发热不均,提高发电机的可靠性和运行寿命,研究定子线棒的换位方法具有重要意义.文章对水轮发电机定子线棒的4种换位方法进行了分析对比,给出了360°延长换位时股线漏感电势的具体计算方法,利用所编制的优化程序对不同换位方法进行了计算,并对结果进行了分析比较.研究结果对水轮发电机定子线棒的优化设计具有较大的参考价值.     

大型交流电机定子 0°/360°/0°线棒的新换位联接

本文对作者在文[1]、[9]、[10]中提出的大型交流电机定子0°/360°/0°线棒的新换位联接[1]进行了较详细的理论分析,得出了甚为简便的计算环流损耗解析式.计算表明,采用这种联接方案以后,由端部横向自感漏磁场产生的环流损耗不到它原来的30%,由端部横向互感漏磁场产生的环流损耗不到它原来的1/16.新联接的结构及工艺均较简单,不仅适用新的电机制造,尤其在改造老电机时,不需更换全部旧线棒就能获得降低环流损耗的好效果,避免了更换旧线棒带来的经济损失.     

大中型汽轮发电机定子接地短路时造成铁芯损坏的修复

大中型汽轮发电机定子接地短路时,不仅会破坏发生短路的发电机的定子线棒及其相邻线棒,也会对发电机的铁芯造成不同程度的损坏。本文论述了损坏的修复工艺。     

用标量位来计算稳态及瞬态工况下汽轮发电机端部三维磁场

本文提出了在计及端部行波场各次空间谐波的情况下,应用一维解析二维有限元数值解的方法来分析汽轮发电机端部三维磁场。在考滤到端区主要金属构件中涡流反应的影响后,仍可采用标量位来计算稳态及瞬态工况下的端区磁场。所编软件可在微机上运行。本文提出的方法适用于分析计算汽轮发电机定子端部绕组的电磁力及端部漏抗。     

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.     

发电机定子绕组中放电脉冲传播规律的实验研究

研究了在大型汽轮发电机定子绕组中，局部放电产生的陡前沿脉冲传播这一复杂的电磁暂态过程。介绍了在１００ＭＷ和２００ＭＷ的汽轮发电机定子绕组下线过程中，对单根线棒、半相绕组、单相绕组、三相绕组，施加以陡前沿脉冲及其响应的实测结果。波形记录采用高速的数字示波器ＨＰ５４５０２Ａ。通过对实验结果的分析处理，得到了陡前沿放电脉冲在定子绕组中传播的衰减与延迟的规律，和绕组的频率特性。研究的结果可为大型发电机定子绕组绝缘状态监测提供必要的依据     

定子铁芯三维温度场的有限元计算

本文应用三维有限元的分析方法,求解了汽轮发电机定子铁芯的三维温度场分布.文中较全面地考虑了定子铁芯和绕组之间、绕组和冷却液体之间的热交换.通过解析计算方法,求出了电机定子铁芯各表面的散热系数.以QFQS-200-2型汽轮发电机为例进行了计算,给果与实测值相比较为接近.     

金属杂质侵蚀下的大型发电机定子线棒绝缘劣化机理

为揭示大型发电机全工况域内金属杂质侵蚀定子线棒环氧云母绝缘层的耦合机理,对金属杂质颗粒与定子绝缘层高应变下的材料介损进行了电磁-机械-温度多场有限元模拟与实验分析。在矢量磁位的有旋场下,构建含球型金属杂质的线棒与铁芯槽电磁-机械参数化模型,赋特征单元类型及空气域奇对称边界条件;利用矩阵等交互顺序耦合法,对该模型的体力密度值和非线性瞬态施力行为进行施力渐变分析;研究定子线棒端部环氧绝缘层相变与微观损耗增量,得出金属杂质研磨绝缘层的形变特征值及应力特征值范围;建立含球型金属杂质的电磁-温度模型,运用单向磁热耦合方式进行热侵蚀计算,得出杂质接触面的温度场范围。采用交变磁场下金属研磨实验对线棒切面绝缘层进行模拟施力验证,并对样本采用扫描电镜观测。实验与仿真结果表明：金属杂质焦耳损耗引起的异常温升不足以对环氧绝缘层造成短时热侵蚀;由杂质研磨侵蚀使环氧分子链发生断裂导致云母片缺陷加剧的机械过程是定子线棒绝缘劣化的主因。本文研究可为发电机定子线棒主绝缘的状态监测与故障诊断提供一定的参考。     

大型水轮发电机在各种工况下的端部磁场计算

考虑水轮发电机端部结构的特点，计入材料的各向异性和非线性，以电路和磁路等效原理导出定子铁芯叠片边段和分瓣压的等效电导率及磁导率，计算了一台72．5MW水轮发电机在各种工况下的端部磁场，结果与实测值非常吻合，证明了所提出方法的正确性，计算了李家峡400MW水轮发电机在欠励工况下的端部磁场，并与现场进相工况运行时的实测数据对比，结果满足工程要求，为预测水轮发电机进相能力的充电容量提供了依据。     

水轮发电机端部各向异性涡流磁场及损耗的有限元分析

针对目前的端部场计算模型一般不包括定子铁心,故在定子铁心边段附近关键区域内的磁密计算值与实测值有较大的误差,不能满足工程要求的问题,首次将水轮发电机端部磁场的求解区域扩展到定子铁心中,建立了将端部与定子铁心边段有效部分结合起来总体考虑的新模型,模型中考虑了定子铁心的各向异性及非线性。导出与模型相应的三维各向异性涡流场边值问题及与之等价的条件变分问题。采用有限元法对ＴＳＳ８５４／９０－４０型水轮发电机的端部磁场进行了实例计算,结果表明：新模型能使端部磁场的计算精度大大提高。另外,对影响水轮发电机端部磁场的某些因素进行了分析,为大型水轮发电机端部结构的改进提供了理论依据。     

地磁导航中载体涡流干扰场特性的仿真分析

地磁导航中的测量误差是影响地磁导航精度的关键因素,而包括涡流磁场在内的载体干扰磁场是产生误差的主要因素。目前各种运载体大量使用铁磁性材料,这样不可避免地会引起涡流磁场等干扰磁场。因此文中采用COMSOL Multiphysics仿真软件,建立了高速运动载体的涡流干扰场仿真模型。首先研究了永磁体与匀强磁场之间的关系,发现永磁体的剩磁越强,匀强场也越强,为模拟地磁场提供了理论依据。其次分析了载体在匀速转动时涡流磁场对地磁测量的影响,最后研究了载体摆动时的涡流场的分布。结果表明涡流磁场随着速度的增大而增强,且涡流磁场主要分布于载体中间位置。仿真结果为下一步地磁导航中的误差建模以及磁场校正技术的研究提供了理论依据。     

Geometrical enhancement of low-field magnetoresistance in silicon

Inhomogeneity-induced magnetoresistance (IMR) reported in some non-magnetic semiconductors, particularly silicon, has generated considerable interest owing to the large magnitude of the effect and its linear field dependence (albeit at high magnetic fields). Various theories implicate spatial variation of the carrier mobility as being responsible for IMR. Here we show that IMR in lightly doped silicon can be significantly enhanced through hole injection, and then tuned by an applied current to arise at low magnetic fields. In our devices, the 'inhomogeneity' is provided by the p-n boundary formed between regions where conduction is dominated by the minority and majority charge carriers (holes and electrons) respectively; application of a magnetic field distorts the current in the boundary region, resulting in large magnetoresistance. Because this is an intrinsically spatial effect, the geometry of the device can be used to enhance IMR further: we designed an IMR device whose room-temperature field sensitivity at low fields was greatly improved, with magnetoresistance reaching 10% at 0.07?T and 100% at 0.2?T, approaching the performance of commercial giant-magnetoresistance devices. The combination of high sensitivity to low magnetic fields and large high-field response should make this device concept attractive to the magnetic-field sensing industry. Moreover, because our device is based on a conventional silicon platform, it should be possible to integrate it with existing silicon devices and so aid the development of silicon-based magnetoelectronics.     

基于PSO算法的定速风电机组三质块传动系统模型参数辨识

为获得传动系统模型的准确参数,提出阵风激励下三质块传动系统模型的参数辨识方法。根据定速风电机组机械动态与电气动态解耦的特性,提出在辨识传动系统模型参数时可忽略电气动态,据此获得定速风电机组的简化模型。采用轨迹灵敏度方法,分析了传动系统各参数的可辨识性及辨识的难易程度。基于粒子群优化算法(PSO)对传动系统模型进行了参数辨识。辨识结果与轨迹灵敏度分析结论一致,验证了提出的参数辨识方法的可行性。     

基于尾流试验的风电场装机容量估算方法

结合对我国风电场装机容量的现状分析,指出风电场装机容量的确定受政策及主观因素影响较大,缺乏有效的技术手段支持。提出了一种装机容量估算的思路,即:以控制风电场平均尾流损失为目标,由风能资源决定风机排布,继而由风机排布来估算装机容量。为此,基于风机风能利用效率相近的特点,通过引入参考风机并进行尾流试验,给出了在不同风速下风电场风机的推荐排布方式,根据风机额定功率与直径平方的关系,得出了一定技术安装高度上单位面积区域内装机容量的估算方法。结合我国风能资源评估国家标准,给出了对应不同风功率密度等级的场址区域,其50 m高度上单位面积可装机容量的推荐值。提出的估算方法可为风电场建设前期进行装机规模的确定提供参考。     

考虑端部效应的铁磁梁式板磁力摄动分析

基于磁场摄动技术和广义变分原理得到的磁力公式,对铁磁梁式板在斜磁场作用下的磁场和磁力摄动展开研究,给出了斜磁场作用下铁磁梁式板结构的摄动磁场及其磁力摄动表达式,使得解析分析斜磁场作用下铁磁梁式板磁弹性耦合问题成为可能。研究表明:只有考虑了磁场端部效应的斜磁场磁力摄动公式才能模拟铁磁结构的弯曲模式且能够定性揭示铁磁简支梁式板弯曲构形为双半波形。     

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。