谐波励磁同步发电机旋转气隙磁场计算与分析

为了准确把握三次谐波励磁同步发电机随转子同步旋转的气隙磁场特性,尤其是旋转的三次谐波磁场的特性,基于有限元方法计算的电磁场结果,推导了随转子同步旋转的气隙磁场的计算方法。应用该方法对一台三次谐波励磁同步发电机有阻尼和无阻尼、直槽和斜槽等情况进行了仿真计算,得到了气隙磁场波形及其3k次谐波分量,分析了阻尼绕组对气隙磁场波形的影响,并从设计的角度提出了有效的解决方案。根据定子齿磁通以及三次谐波绕组匝数,计算得到了三次谐波绕组电压波形,且与实验测试波形基本吻合,验证了计算和分析的正确性,为该类电机的设计提供了理论依据。     

阻尼绕组对谐波励磁同步发电机空载谐波电压的影响

利用ANSYS有限元软件自带的APDL编程语言进行二次开发,用二次开发软件对谐波励磁同步发电机空载谐波磁场进行大量有限元计算,应用齿磁通法对电磁场的计算结果进行后处理,得出了谐波绕组空载特性曲线,计算结果与实验结果的比较说明了该方法的正确性。基于该方法,详细分析了阻尼绕组对谐波励磁同步发电机谐波空载特性的影响。     

同步发电机空载电压计算方法比较

论述了两种计算谐波励磁同步发电机和普通同步发电机空载电压的静态磁场一次算法和齿磁通法，分析了这两种计算电机空载电压方法的优缺点。并对谐波励磁同步发电机上的实验结果与计算结果进行了比较，得出了一些有用的结论。     

混合励磁永磁电机齿谐波绕组特性计算与分析

为了在电机设计阶段把握混合励磁永磁同步发电机齿谐波绕组的空载和负载特性,应用电机理论定性分析了转子齿谐波电动势的产生机理及特点。根据其特点,提出了一种准确计算齿谐波绕组电动势波形的方法。应用该方法对一台齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机的齿谐波绕组电压随励磁电流和电枢电流的变化分别进行了计算,并对其变化趋势进行了详细的分析。分析表明:齿谐波绕组特性与电枢绕组特性不同,其受磁路饱和影响较大。计算结果和实验结果的比较验证了计算方法的准确性以及理论分析的正确性。     

磁极极尖部饱和度对谐波励磁同步发电机谐波空载特性的影响

对谐波励磁同步发电机空载磁场进行大量有限元计算,应用齿磁通法对电磁场的计算结果进行后处理,得出了谐波绕组空载特性曲线.比较计算结果与实验结果,说明了该方法的正确性.基于该方法,分析了转子磁极极尖部的饱和度对谐波励磁同步发电机谐波空载特性的影响,并得出了一些有用的结论.     

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。     

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。     

齿谐波绕组电流对电枢绕组空载电压波形的影响

为了利用电机中固有的齿谐波磁场实现永磁电机气隙磁场的调节,需要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。基于磁导分析法定性分析了转子齿谐波绕组电流产生的机理,及其产生的齿谐波磁场在电枢绕组中感应的齿谐波电动势特点。相邻磁极下的齿谐波绕组采用正向串联的方法,可以解决电枢绕组和齿谐波绕组之间的磁场耦合问题,从而消除由转子齿谐波绕组电流产生的齿谐波磁场在定子电枢绕组中感应的齿谐波电动势。针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,通过对比计算结果和实验结果验证了理论分析的正确性。     

新型混合励磁永磁同步电机齿谐波电动势的协调控制

对于利用齿谐波磁场来励磁的混合励磁永磁同步电机,希望转子齿谐波绕组中感应的用来励磁的齿谐波电动势足够大,而定子电枢绕组中感应的影响电动势波形的齿谐波电动势尽可能小。为了实现这一目标,分析了齿谐波电动势产生的机理,找到了影响定、转子绕组齿谐波电动势大小的主要因素,并进行了详细的讨论,得出了一些实用的结论。最后,对一台齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机进行了理论计算和实验,计算结果和实验结果的比较验证了理论分析的正确性。     

谐波励磁同步发电机空载谐波磁场分析

说明了利用ANSYS有限元分析软件的电磁分析功能对谐波励磁同步发电机空载谐波磁场进行分析,通过对谐波励磁同步发电机的电磁场进行计算,得出了样机的矢量磁位Az、磁力线分布图和磁密分布图。然后对电磁场的计算结果进行后处理,得出了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空载特性曲线。最后用在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,可为谐波励磁同步发电机的设计提供理论依据。     

齿谐波绕组感应电动势波形快速计算

为了把握齿谐波励磁系统的性能,需要快速地计算齿谐波绕组感应电动势波形.通过分析定子齿谐波磁导以及转子齿谐波绕组节距的特点,对转子齿谐波绕组的感应电动势波形计算提出进一步简化,并分析简化原理.简化后只需计算1/2个定子齿距内定转子不同位置下的电磁场,根据电磁场计算结果,得到转子齿谐波绕组磁链在一个周期内的波形,从而快速计...     

阻尼绕组对凸极同步发电机空载电势波形的影响

采用二维瞬态涡流场有限元法，对装有阻尼绕组的凸极同步发电机的空载电势波形进行了计算，分析了阻尼绕组节距对空载电势波形的影响。结果表明，阻尼绕组可以削弱定子齿谐波分量，而对与阻尼绕组节距有关的谐波分量则有加强作用。     

交直流混合供电同步发电机暂态性能的研究

将电机的多回路理论与有限元方法相结合建立了交直流混合供电同步发电机的数学模型,讨论了阻尼绕组和励磁绕组端部漏感的计算方法,采用关联变换建立绕组,整流桥与负载间的联接,考虑了由于凸极效应,磁路的饱和,绕组的布置以及定转子齿槽的影响产生的空间谐波磁场的作用,对发电机的交流侧和直流侧突然短路过程进行了仿真,仿真结果与试验结果进行了比较以证明数学模型的正确性。     

六相交直流同时供电发电机直流侧突然短路电流分析

通过适当处理六相交直流同时供电（双绕组）发电机两套绕组之间的耦合,建立了其d-q-0系统的简化学模型;在此基础上,应用海维赛德运算微积法和叠加原理,分析了其稳态和直流侧突然短路运行,给出了定子和转子的时间常数以及交流侧完整的短路电流表达式;通过适当简化处理,得出了估算交、直流侧最大冲击电流和最大电流到达时刻的计算公式,并与普通三相电机突然短路的最大电流估算公式进行了比较,得出了到达最大电流时刻提前的结论;通过试验验证该文所得结果。该文对两套绕组之间耦合的处理大大简化了双绕组发电机的数学模型,为分析双绕组发电机的其它性能奠定了基础;所得结论和所用方法同样适用于其它结构的双绕组发电机,具有普遍意义。     

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。     

Self-regulated self-excited brushless three-phase synchronous generator

For lightweight and compact implementation of a generation set, many attempts have been made by some researchers to develop a brushless self-excited synchronous generator without an ac exciter. A previous paper proposed a novel self-excitation scheme by which the second-space harmonic component of armature mmf is used for exciting the rotor field system. In this excitation scheme the effect of the series excitation characteristic, as well as a self-excited and brushless implementation without an ac exciter is automatically obtained. However, in the case of system configuration of the generator already reported, voltage regulation in the inductive load condition was very large. To remove this problem, this paper presents a new system configuration of the generator with a self-regulating feature that can compensate voltage regulation automatically. The new generator consists of a stator installing two three-phase windings, externally connected to a load and a capacitor bank, respectively, and a rotor with field and harmonic windings. In this paper the system configuration and theoretical concepts of the presented generator are described and detailed experimental investigations with a laboratory machine are also shown.