考虑电磁刚度的水电机组转子轴承系统弯扭耦合振动研究

从水轮发电机转子的气隙磁场能表达式出发,推导发电机转子的弯曲及扭转电磁刚度表达式。建立了考虑弯曲和扭转电磁刚度的水电机组转子轴承系统的弯扭耦合振动模型。研究了弯曲和扭转电磁刚度在不同导轴承刚度支承情况下对转子轴承系统弯扭耦合振动的参与耦合作用,探讨了导轴承刚度和集中阻尼对系统弯扭耦合振动特性的影响。结果表明,两种电磁刚度对弯振及扭振幅值的影响存在相互激发放大作用,轴承刚度及集中阻尼虽然对弯振及扭振的影响规律略有不同,但均是不可忽视的因素。     

水轮发电机转子系统碰摩弯扭耦合振动分析

机电耦联振荡诱发的水轮发电机转子、定子碰摩现象,会加剧转子系统的弯扭耦合振动,进而诱发机组系统严重的安全事故。建立水轮发电机转子系统定、转子碰摩运动微分方程,利用数值积分方法,研究了电磁刚度、转子质量偏心、阻尼及定子径向刚度等对转子系统非线性动力特性的影响。结果表明,弯曲和扭转电磁刚度对弯曲和扭转振动存在相互耦合激发放大作用,但随着偏心的增加,电磁刚度的影响程度减弱;质量偏心较大时弯扭耦合作用强烈,弯曲或扭转阻尼比的影响作用较大;定子径向刚度增大导致径向碰摩力增大,弯振幅值略有降低,扭振幅值增加,振动频率成分复杂。所得结论可为转子系统的设计、运行、振动控制预测及诊断提供参考。     

水电机组转子轴承系统弯扭耦合振动影响因素研究

建立了水电机组转子-轴承系统的弯扭耦合振动模型,应用数值算法求解了不同导轴承刚度情况下,转子的弯振和扭振响应时程曲线,研究了轴承集中刚度和阻尼、陀螺力矩及转动惯量等对转子轴承系统弯扭耦合振动的影响.结果表明,轴承在弯曲方向上的集中刚度和阻尼对转子的弯振和扭振均有重要影响,而扭转方向上的阻尼对弯振和扭振影响相对较小,陀螺力矩中的扭转力矩对系统的响应起主要的影响作用,转动惯量增大使得系统的弯振和扭振响应降低.     

东方600MW汽轮机轴系扭振敏感性分析

研究转子的动力学特性对其结构参数的敏感性,不仅对保证转子系统的运行安全和振动品质有重要意义,还为转子设计和制造提供了必要的调频手段。本文以东方某600Mw汽轮机轴系为研究对象,采用传递矩阵法及敏感度研究转子参数对轴系扭振频率的影响。轴系频率对转子局部扭转刚度的最大敏感度可达36％,但其轴系扭振振型变化很小。分析结果表明,东方桌600Mw汽轮机轴系扭振固有频率对转子轴颈和联轴器局部的参数较为敏感。其中局部的刚度对扭振频率较低的模态影响较大,局部的转动惯量对扭振频率较高的模态影响较大。对扭振模态影响最大的局部常常在扭振振型变化最大处。     

基于电气阻尼-刚度控制的双馈风电机组轴系扭振抑制策略

针对现有扭振控制中,难以平衡抑振效果和响应速度的关系,以及高、低速轴的阻尼比变化速率不同导致整体阻尼比难以调节的问题,提出了一种双馈风电机组轴系扭振抑制策略。首先推导了机械扭转角与电磁转矩的传递函数,通过引入等效阻尼和刚度分析了高低速轴机电耦合阻尼比的差异。其次对电气刚度抑制轴系扭振的机理进行分析,根据阻尼和刚度的协调作用,提出基于电气阻尼-刚度控制的轴系扭振抑制策略,得到电气阻尼-刚度控制下的轴系阻尼比变化趋势。最后在搭建FAST-MATLAB/Simulink联合仿真双馈风电机组模块的基础上,引入湍流风与电网暂降激励,对所提策略的抑振效果进行仿真验证。结果表明,相较于传统的阻尼控制,所提策略能够充分发挥传动链的机电强耦合作用,在保证响应速度的同时具有更好的抑振能力。     

电网短路故障下双馈风电机组传动链扭振响应

电网故障引起的电磁转矩波动易造成风电机组轴系扭振疲劳损耗,严重时会造成轴系故障,有必要研究不同类型电网故障下风电机组传动链扭振响应及其对关键部件的影响。首先,采用集中质量法,考虑叶片柔性建立了风电机组传动链四质量块模型,基于小信号模型,采用模态分析法对风电机组传动链扭振特性进行分析。其次,为了表征不同故障类型对风电机组传动链轴系扭振的影响,在双馈发电机电磁暂态模型的基础上,推导了电网对称与不对称故障下电磁转矩表达式。最后,基于四质量块传动链模型,仿真分析了单相、两相和三相接地电网故障对机组传动链扭振响应的影响。结果表明,不同类型电网故障会影响不同传动链扭振频率及其不同关键部件;三相接地电网故障引起的传动链扭振幅值大,齿轮箱和发电机转子间轴上传递转矩可以较全面反映扭振响应频率;与传动链其他部件相比,发电机转子受到电网故障影响更大。     

定桨恒频风电机组机网扭振的建模与机理

报告了风力机组机网扭振问题的研究现状,指出了研究并网大型风力机组机网扭振问题的必要性。针对定桨恒频双速异步风力发电机,建立了研究风力发电机和电网之间扭振相互作用的统一机电动态模型:利用有限元分析法对风机叶片进行了建模,将风力机机械部分(包括叶片、低速轴、齿轮箱、高速轴、转子组成的旋转系统)等效为柔性连接的三质量块模型,计算了机械旋转系统的固有频率;对电气部分(包括发电机定子和电网)在dq0坐标系下进行了建模。在电磁暂态仿真软件中了建立了仿真模型,通过在输电线路始端设置三相接地短路故障,激发了风力发电机的机网扭振现象。对扭振曲线进行频域分析,发现了扭振频率与计算得出的机械旋转系统固有频率相吻合,验证了模型的准确性。     

短路故障时汽轮发电机组轴系弯扭耦合振动分析

简要介绍了用于分析机组弯扭耦合振动的增量传递矩阵方法,利用该方法,分析了发电机出口端两相短路和三相短路故障时轴系弯扭耦合振动特性,并与三相短路重合闸以及非同期并网故障的耦合振动特性进行了比较。分析表明:发电机出口端发生短路故障时,各转子都很快被激励出扭振来,由于耦合作用,各转子弯振也发生一定的变化,但弯振的变化明显滞后于扭振;弯振受短路故障影响较为明显;各转子扭角与扭矩变化特征相似,其频率成分包含了工倍频及前三阶扭振固有频率;各种电气故障下,各转子弯振幅值都增大了,发电机转子增加最为明显;三相短路及重合闸故障不论是对高、中、低压转子,还是对发电机转子的弯振、扭振以及扭矩幅值影响都最为显著。     

失速型风电机组机网扭振的模型与机理

指出了研究并网大型风力机组机网扭振问题的必要性,为研究风电机组的机网扭振问题,针对失速型异步风力发电机,建立了研究其风力发电机和电网之间扭振相互作用的统一动态模型.采用有限元方法分析了实际的叶片结构,将风力发电机叶片、低速轴、齿轮箱、高速轴、转子组成的旋转系统等效为三质量块-弹簧模型,同时建立了发电机定子和电网在d-q坐标系下的模型,实现了机网接口.仿真分析得到了风力发电机的旋转系统在电网三相故障激励下叶片的扭振曲线,其扭振频率与风机旋转系统的理论固有频率相同,且故障切除以后扭振现象并未衰减;为进一步研究抑制机网扭振的方法提供了理论基础.     

考虑整机转矩控制的双馈风机轴系扭振机理分析及抑制策略

双馈风电机组轴系模型可等效为风力机质块经柔性轴与发电机质块连接,其轴系柔性较大,阻尼较低,现场存在轴系扭振现象.提出将整机转矩控制嵌入双馈风机两质量块数学模型中,并进行小信号线性化,得到适用于轴系动态特性分析的双馈风电机组机电小信号模型,基于该模型开展扭振机理分析和抑制策略设计.双馈风机轴系扭振本质原因是电磁转矩与发电...     

感应电动机直接转矩控制低速性能的改善

针对感应电动机直接转矩控制低速时转矩脉动大的问题,提出了一种改进的转矩预测法,仿真结果表明,该方法能有效地减小转矩脉动、改善定子磁链和电流波形,提高了起动的快速性,并减少了开关次数。     

基于转矩预测的直接转矩控制系统的实现

针对感应电动机直接转矩控制低速时转矩脉动大的问题,分析了转矩脉动的原因,并提出了一种转矩预测方法,实验结果表明,该方法能有效地减小转矩脉动、改善定子磁链和电流波形。     

关于凸极同步电机磁阻转矩的探讨

对凸极同步电机电磁转矩的两个计算公式进行了比较和分析,指出了两式中磁阻转矩表达式的不同,根据磁阻转矩产生的机理,确定了磁阻转矩的计算公式.     

基于转矩面积的UPFC稳定控制器优化设计

通过推导统一潮流控制器(UPFC)稳定控制器的状态方程,分析了UPFC稳定控制器对同步发电机电磁转矩的影响。同步发电机的同步转矩分量和阻尼转矩分量是影响电力系统稳定性最直接的因素。考虑到利用UPFC稳定控制器提高系统阻尼转矩时有可能会恶化系统的同步转矩,文中利用转矩面积对UPFC稳定控制器进行了优化设计,较大的转矩面积可以确保同步发电机同时拥有足够的同步转矩和阻尼转矩。优化后的UPFC稳定控制器在提高系统阻尼转矩的同时,改善了系统的同步转矩,从而有效提高系统的稳定水平。最后给出一个算例进行验证,EMTDC的仿真结果证实了该方法的有效性。     

交流力矩电动机电压前馈补偿式的堵转力矩控制原理与应用

针对某些施力控制场合的需要,根据交流力矩电动机的堵转力矩与定子电压成平方关系的特点,提出一种基于定子电压前馈补偿式的三相交流力矩电动机堵转力矩控制方法和实现技术该方法具有堵转力矩稳定度高、实现容易、调试方便、操作简单、运行可靠等特点。介绍了该系统在橡胶传动带磨削机中的应用实例。     

基于转矩面积的STATCOM稳定控制器设计

同步发电机的同步转矩分量及阻尼转矩分量是影响电力系统稳定性最直接的因素,转矩面积则将这2个转矩分量有机结合起来.文中推导出转矩面积的计算方法,再利用最大转矩面积原理对静止同步补偿器(STATCOM)稳定控制器进行优化设计,解决了STATCOM稳定控制器可能会恶化系统同步转矩这一问题.所设计的稳定控制器投入运行后,可以保证同步发电机同时拥有足够大的同步转矩和阻尼转矩,使得系统的稳定水平得以提高.最后给出一个算例进行验证,EMTDC的仿真结果证实了此方法的有效性.     

交流力矩电动机电压前馈补偿式的堵转力矩控制原理与应用

针对某些施力控制场合的需要，根据交流力矩电动机的堵转力矩与定子电压成平方关系的特点，提出一种基于定子电压前馈补偿式的三相交流力矩电动机堵转力矩控制方法和实现技术该方法具有堵转力矩稳定度高、实现容易、调试方便、操作简单、运行可靠等特点。介绍了该系统在橡胶传动带磨削机中的应用实例。     

无刷直流电机非导通相续流的研究及消除策略

分析了无刷直流电机在非换相期间非导通相上发生续流的原因及对电磁转矩脉动的影响，从PWM调制策略角度出发．提出了一种新的PWM调制方式，它能完全消除非导通相的续流现象，从而减小转矩脉动。通过仿真和试验．证明了该方法的可行性和优越性。     

直接转矩控制系统转矩动态特性

分析了施加电压矢量后转矩的动态变化,得出转矩的动态特性取决于所施加电压矢量与转子磁链夹角,给出直接转矩控制的电压矢量选择规律,指出了传统开关表的不足,并通过增加可用电压矢量数目给出一种优化的开关表来抑制转矩脉动。分析表明转子位置信息和增加电压矢量数目对直接转矩控制实现转矩精确控制非常必要。     

真空灭弧室绝缘拉杆拧紧力矩测试及分析

通过对常用真空灭弧室绝缘拉杆进行拧紧时的力矩测试及分析,提出了现阶段真空开关在拧紧绝缘拉杆过程中存在的问题,并通过数据和图表的形式,导出了真空灭弧室绝缘拉杆拧紧时应使用的正确方法,以及拧紧时应使用的正常力矩,杜绝使用破坏性力矩进行安装。对提高真空开关的使用寿命、提高灭弧室生产厂家的经济效益具有现实意义。