基于Matlab-Simulink的舰船综合电力推进系统仿真

为了优化舰船综合电力推进系统的性能,减少研制风险,基于M atlab-S im u link环境,建立了由十二相同步电机、电压型逆变器、螺旋桨及船舶负载组成的推进系统的各部分及系统的仿真模型。通过变压变频控制的十二相同步电动机带螺旋桨及船舶负载系统的仿真对模型进行了验证。为了提高舰船综合电力推进系统的性能,推导了十二相同步电动机直轴气隙磁链观测器的模型,籍此构建了十二相同步电动机矢量控制方案。仿真结果表明,各模型建立正确,十二相同步电动机矢量控制方案能够实现转矩与磁链控制解耦,能够满足舰船电力推进系统动态性能要求。     

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。     

异步发电机空载建压电容值的确定方法

为使异步发电机建立数值给定的空载电压,采用了通过优化求取建压电容的新方法。以异步发电机基值频率所对应的等值电路为基础,令等值电路回路阻抗的实部与虚部分别为零作为异步发电机稳态运行的条件,并由此计算异步空载建压电容值。用Hooke-Jeeves提出的模式搜索法来求解有约束优化问题,从而克服了传统的Newton-Raphson法稳定性差与难于处理有约束条件之弱点。论文给出了空载时建立不同数值端电压所需的电容值,计算结果与实验结果的相互吻合说明了分析方法的正确性。计算结果同时验证了饱和程度对空载建压电容值的影响,表明随着饱和程度的增加,空载建压电容值的增加幅度越来越大。     

磁场定向控制交交变频同步电机系统的数学模型

在同步电机、交交变频器和磁场定向控制系统方程的基础上，提出了磁场定向控制交交变频同步电机系统完整的数学模型。编制了相应的数字模拟程序，采用四阶龙格一库塔法解同步电机的状态方程，而离散相似法用于控制系统方程的求解。在实验室建立了由一台４０ｋＷ三相凸极同步电机、交交变频器和磁场定向控制系统组成的小容量试验系统。进行了两种情况的动态实验，并与相应的仿真结果进行了对比。比较结果表明了上述数学模型的正确性。     

表贴式永磁电机漏磁导的解析计算

针对有限元法求解空载漏磁系数时计算量大的问题,采用磁路法全面考虑了永磁电机内部4不同漏磁通路径,并根据电机结构尺寸确定各漏磁通的积分区域,不但解决了磁路法在电机结构变化时漏磁系数计算不准确的问题,而且同时具备计算量小的优点。在极弧系数、气隙长度和永磁体厚度分别变化的情况下,漏磁系数的有限元结果与磁路法结果吻合,证明了该文所提出的漏磁导计算方法的准确性。该方法不需要复杂的有限元计算,尤其适用于电机优化设计。     

无刷励磁同步电动机起动的研究

为了研究采用新型投励装置时同步电动机的起动性能,应用多回路理论建立了同步电机在相坐标下的数学模型。并编制相应的计算程序。通过数字的仿真,研究了电机参数尤其是阻尼参数对同步电动机起动性能的影响。其结论可用来改善同步电动机的起动性能,为无刷励磁同步电动机及其投励装置的设计提供依据。     

变频调速异步电机的优化设计及其性能仿真

在交流调速系统中,电机由逆变器供电,这使得其运行条件发生了很大的改变.针对逆变器供电的特点,提出了设计异步电机的新方法,推导出了异步电机新的设计公式和设计步骤.新方法与传统的设计方法相比,电机从转子槽型到整体体积都能得到优化,设计过程更适合工程实际.通过CAD软件包的编制,完成了从设计到稳态性能仿真的过程.设计和仿真的结果表明,新电机具有体积小,效率和功率因数高的特点.证明了异步电机新的设计方法具有其正确性和先进性.     

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。     

电力系统动态模拟中发电机组转动惯量的补偿

在电力系统的动态模拟中,为了正确地模拟系统的机电暂态过程,须对模拟系统的转动惯量进行适当的补偿。该文从发电机组标幺化的运动方程出发,论述了基于转矩补偿原理的两种转动惯量补偿方法,并按照发电机组净转矩是否可测,给出了不同的实现方法。从发电机组动态模拟系统的稳定性、准确性和动态响应等方面,分析了这些转动惯量补偿方法的性能,给出了它们在电力系统动态模拟研究中的适用条件和应用范围,并通过计算机仿真和实验,验证了这些补偿方法的有效性。