励磁系统仿真模型校正技术研究

励磁控制系统作为同步发电机的重要组成部分,主要作用是向同步发电机的定子绕组提供一个可控的直流电流(电压),维持机端电压恒定,满足同步发电机的正常发电需要。通过发电机组控制系统模型,及时校正机组仿真模型,对异常响应进行预警排查,能够有效提高系统运行的稳定性。在MATLAB中搭建了一种以外部仿真机作为励磁调节器的单机无穷大系统仿真模型,模拟励磁系统PID主环异常以及电力系统稳定器(PSS)辅环异常时的输出,与理论值进行对比分析,能够及时确定故障原因和部位,实现故障维修。     

复合励磁稀土永磁同步发电机辅助电励磁部分的研究与设计

复合励磁稀土永磁同步发电机是一种能解决永磁发电机电压调节问题的新型发电机。该发电机转子由永磁发电机部分和辅助电励磁部分组成,它们共有一个电枢绕组。辅助电励磁部分采用爪极式结构,与永磁体同轴向,通过调节其磁场可调节输出电压,以达到稳定端电压的目的。探讨了该发电机辅助电励磁部分的基本结构和设计方法。实验分析表明,该辅助电励磁部分具有良好的调压功能,能实现端电压的稳定输出。     

复合励磁稀土永磁同步发电机辅助电励磁部分的研究与设计

复合励磁稀土永磁同步发电机是一种能解决永磁发电机电压调节问题的新型发电机。该发电机转子由永磁发电机部分和辅助电励磁部分组成，它们共有一个电枢绕组。辅助电励磁部分采用爪极式结构，与永磁体同轴向，通过调节其磁场可调节输出电压，以达到稳定端电压的目的。探讨了该发电机辅助电励磁部分的基本结构和设计方法。实验分析表明，该辅助电励磁部分具有良好的调压功能，能实现端电压的稳定输出。     

一种改进型混合励磁永磁同步发电机的设计研究

混合励磁永磁同步发电机是在永磁同步发电机的基础上，在电机的定子或转子上加入电励磁绕组以调节电机主磁通的新型发电机。文中首先对现有的混合励磁永磁同步发电机结构进行了改进，并详细分析了其改进后的工作原理和设计特点。结合混合励磁永磁同步发电机的工作原理，给出了相应的发电机电励磁控制系统。最后通过实验数据与设计数据的对比验证了本文的内容。     

水轮发电机组励磁系统的现状及发展

0概述水轮发电机励磁装置,是水轮发电机控制系统的重要组成部分,其主要任务是通过调节发电机励磁绕组的直流电流,在机组正常运行时,控制发电机机端电压恒定,满足发电机正常发电的需要,同时控制发电机组间无功功率的合理分配;在电力系统出现故障时,通过强增、强减励磁电流,提高电力系统运行的动态稳定性。近年来我国水电站     

双定子混合励磁同步发电机电磁设计分析及实验研究

针对风力发电用永磁同步电机具有转速随机性较强导致端电压不稳定的特点,设计了一种双定子混合励磁同步发电机,并给出其电磁设计方法.利用三维有限元方法分析励磁电流变化时的电机空载磁场分布,并计算绕组磁链、感应电动势及电感等参数.研制了一台8极27槽样机,测试了发电机内外定子相电动势波形及空载特性.实验结果验证了理论分析的正确...     

基于感应励磁的混合励磁同步发电机性能

针对感应励磁发电机结构简单但励磁容量有限,永磁同步发电机磁场难以调节的问题,研究了一种将二者励磁功能相结合的混和励磁发电机。气隙中大部分磁场由转子上的永磁体提供,当需要调磁时,通过定子直流绕组与转子上感应绕组的感应作用,在感应绕组上获得调节磁动势,实现发电机磁场的调节。转子上两种励磁源为并联关系,调磁磁路磁阻小,无电刷-集电环系统,保证了发电机的结构简单、可靠性。在原理分析的基础上,使用二维有限元法对电机的磁场调节能力和负载特性进行分析,并进行了样机实验。有限元分析与实验结果都表明,与同结构参数的永磁同步发电机相比,混合励磁同步发电机具有灵活磁场调节能力;而相对于同一定子励磁磁动势的感应励磁发电机,该发电机输出容量大幅度提高,克服了感应励磁不适用于大容量发电的问题。     

谐波励磁同步发电机负载谐波磁场分析

用有限元的计算方法对谐波励磁同步发电机进行电磁场计算及负载谐波磁场分析，得出样机的矢量磁位At、磁力线分布图和磁密分布图。根据处理计算结果，得到谐波励磁同步发电机的旋转磁场波形、谐波绕组电压波形和谐波绕组负载特性曲线。通过谐波励磁同步发电机上的实验结果与计算结果的比较说明了方法的正确性，为谐波励磁同步发电机的设计提供了理论依据。     

双电压复合励磁稀土永磁同步发电机设计研究

文章研究了一种新型双电压输出的复合励磁稀土永磁同步发电机。该发电机的定子采用双绕组结构，转子采用永磁体和辅助电励磁相结合的复合励磁结构，兼顾了永磁同步发电机和电励磁同步发电机的优点。文章对这种电机结构原理、电磁计算进行了详细分析，通过对双绕组电枢反应的d-q轴电磁解耦，推导出其电磁计算的数学模型，得出各绕组输出电压的数学公式。样机的试验结果与设计结果进行了比较，证明了其推导的正确性。     

混合励磁同步发电机交流励磁的矢量控制

提出了一种并列结构混合励磁同步发电机,并对提出的交流励磁矢量控制策略进行了研究。首先,在混合励磁同步发电机的结构和工作原理的基础上,建立了数学模型,提出了一种利用电压空间矢量将交流励磁磁场定向于d轴的控制策略。然后,在MATLAB/Simulink环境下搭建了混合励磁发电机及励磁控制系统的仿真模型并进行了仿真研究。理论分析与仿真结果均表明,所提出的控制策略能够用最小的电励磁电动势得到最佳电压调整量,实现发电机输出电压稳定,并且输出电压的调节取决于励磁电压的q轴分量。仿真结果也表明该交流励磁控制系统具有良好的动态和稳态性能,负载变化时,发电机能够输出恒定的电压。     

励磁电流脉动对电枢绕组空载电压波形的影响

为了不影响齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机的运行性能,需要正确处理好齿谐波磁场的利用与电枢绕组电压波形畸变两者之间的关系,此为利用齿谐波实现混合励磁的关键问题。应用电机理论定性分析了齿谐波励磁系统输出的励磁电流产生脉动的原因,以及该脉动电流产生的附加磁场在电枢绕组中感应谐波电动势的特点。采用在齿谐波励磁系统直流侧并联电容的方法,可以减小励磁电流的脉动,从而削弱其在电枢绕组中引起的谐波电动势。对一台齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机进行了计算和实验,计算结果和实验结果的比较验证了理论分析的正确性。     

A brushless three-phase synchronous motor using the armature winding as both load and DC excitation winding

This paper presents a new brushless three-phase synchronous motor which has no exciter. The technique applied to the motor provides an effective way for conventional brushless synchronous motors to simplify the system configuration. The stator of the motor is equipped with a double-star connected armature winding which has two neutral points. The rotor is a cylindrical one, which is equipped with a two-phase field winding. The field winding is connected with shaft-mounted rectifiers. A dc voltage is applied to the two neutral points of the armature winding to obtain the rotor excitation when the motor is operated at synchronous speed. At that time. the armature winding acts as a stator dc exciting winding while also acting as a load winding. In this paper the principle and characteristics of the motor are described. and the experimental results are shown. It is confirmed that with a 2-kW experimental machine, the proposed motor has good performance. For example, by adjusting the stator dc current, this motor power factor can easily be controlled within a wide range.     

Fundamental characteristics of a brushless and self-excited sinusoidal-wave single-phase synchronous generator having a two-phase field winding excited by a half-wave rectified current

It is desired from the viewpoints of maintenance and construction to make single-phase synchronous generators of brushless and self-excited types. A novel brushless and self-excited single-phase synchronous generator was devised by one of the authors. The stator exciting current is made to flow simultaneously with the load current in the armature winding. Thus, the iron core for the magnetic circuit can be both for the synchronous generator itself and for the exciter. Experimental studies of the brushless and self-excited single-phase synchronous generator of which the rotor winding is used as a rotor exciting winding and a field winding are described in this paper. In the proposed generator, the rotor is provided with a balanced two-phase field winding to improve the voltage wave distortion. The terminal voltage of this generator can be kept constant in spite of the load variation. Therefore, the proposed synchronous generator can be expected to be used widely.     

一种混合励磁同步发电机的气隙磁密分析及其电压谐波抑制

为改善混合励磁同步发电机的气隙磁密分布,采用三段式气隙长度对转子进行了优化,对比了优化前后的气隙磁密。为抑制电压谐波,在完成转子结构优化的基础上,进一步采用短距、分布电枢绕组以及定子斜槽等措施。最后对样机电压波形进行了实测和质量分析,结果表明:采用三段式气隙长度与定子斜槽相结合,可将电压波形的总谐波失真(THD)抑制在5%的范围内。此外,探讨了偏心距法在切向/径向混合励磁电机中应用的可行性,并对比了分别采用偏心距法和三段式气隙长度法时的气隙磁密。     

变速恒频双馈风力发电机的励磁控制系统设计及试验研究

双馈电机变速恒频风力发电系统是通过调节转子绕组励磁电流的频率、幅值、相位和相序来实现变速恒频控制的.分析了双馈电机工作原理和数学模型,并设计了基于TMS32OF2812DSP的变速恒频双馈风力发电机的励磁控制试验系统.对电机的并网控制以及电机的自并励启动进行了试验研究,为变速恒频双馈风力发电机励磁控制策略的设计奠定了基础.     

A new self-excitation scheme for three-phase synchronous generators

A new self-excitation scheme has been developed for three-phase synchronous generators. The generator that uses this scheme behaves as a flat-compound machine without automatic voltage regulators. The stator of the generator is provided with an armature winding that generates the fundamental and 2nd-harmonic mmfs. The rotor is equipped with a field winding and a harmonic winding. The harmonic winding is magnetically coupled to the 2nd-harmonic mmf produced by the armature winding. The current flows in the stator armature winding by way of a three-phase set of capacitors connected across its three-phase terminals and the ac voltage is induced in the rotor harmonic winding due to the armature 2nd-harmonic mmf. By connecting the harmonic winding to the field winding through a rectifier circuit, self-excitation of the generator is obtained. This excitation scheme is both self-excited and brushless, and no exciter is required. Additionally, voltage regulation due to load variation can be improved by connecting suitable capacitors. In this paper the operating principle and circuit configuration of the generator are explained and the experimental results using a 1-kVA prototype machine are shown. The generator characteristics are theoretically clarified by approximate analysis, and appropriateness of the theory and the usefulness of the proposed scheme are experimentally confirmed.     

双绕组感应发电机静止励磁调节器的锁相环研究

双绕组感应发电机具有随负载变化调节励磁磁场、保持负载电压恒定不变的优点,通过静止励磁调节器输出的有功电流控制母线电压、无功电流控制负载电压,两者经过坐标变换形成反馈电流,实现系统的闭环控制。锁相环(PLL)为坐标变换提供相位信息,选用合适的PLL可以提高坐标变换的动静态性能,为控制系统提供快速准确的反馈信息。分析了双绕组感应发电机励磁电压的特点,分析了双dq变换PLL、延时信号对消PLL、基于延时信号对消的滑动平均滤波PLL的各自工作特点,最后优选了基于延时信号对消的滑动平均PLL检测励磁电压相位。