永磁同步发电机绕组电压的齿磁通法计算

采用齿磁通法计算永磁同步发电机的定、转子不同位置的电磁场,分析电机每一定子齿部磁通随转子旋转的变化情况,不仅可以计算得到永磁同步发电机绕组电压的大小,还可以求得其波形.经永磁同步发电机样机计算和试验结果比对,表明该方法准确有效.     

削弱永磁风力发电机电势谐波的极宽调制方法

为削弱永磁风力发电机电势谐波的影响,提出一种极宽调制方法,通过优化发电机结构,提高气隙磁场的正弦化程度来改善发电机电势波形的质量.用ANSOFT软件分别对传统贴面式永磁发电机和新型极宽调制式永磁发电机进行有限元分析,研制了两种转子结构的永磁风力发电机样机,并构建电势波形检测系统进行实验研究.通过实验分析表明,有限元分析结果与样机实验结果一致,极宽调制永磁风力发电机能明显削弱电势谐波,从而证明了利用极宽调制方法削弱永磁风力发电机电势谐波是有效和可行的.     

1MW高滑差绕线式异步风力发电机的设计研究

对高滑差绕线异步风力发电机的运行特点进行了概述,分析了异步发电机和电动机设计的异同点,对现有异步电机的激磁参数计算进行改进,提出了1MW外接转子电阻高滑差绕线式异步风力发电机的设计方案,给出转子损耗分布的计算及电磁设计特点,根据准确的等值电路编写了高滑差绕线异步发电机CAD软件.实例验证高滑差绕线异步风力发电机的设计方...     

高速电机的设计特点及相关技术研究

简要介绍了高速电动机和发电机的结构类型、设计特点、关键技术及研究现状.以高速永磁电机为例，重点阐述了高速转子的电磁与结构设计、转子强度与刚度分析、永磁体的保护方法、定子铁心与绕组的结构设计与电磁性能计算、高频与高速附加损耗计算、温升计算与冷却散热方式.此外还简要介绍了高速磁悬浮轴承的结构原理与控制方法、高速发电机和电动机的功率变换与控制技术，并对高速电机的发展趋向进行了展望.     

径向多结构特征下风力发电机冷却性能研究

为了提升风力发电机的通风冷却性能,降低其运行时的温升,以一台3 MW永磁风力发电机为例,结合发电机的通风冷却性能及结构特点,在基本假设的基础上,建立发电机定转子流固耦合的三维物理模型,并给出求解条件。根据流体力学以及传热学理论,采用有限体积元法对电机内流体场与温度场进行了数值计算。同时,对径向通风沟提出了多种结构方案,并对不同方案下电机内流体流动特性及各主要部件温升进行了对比分析。研究结果表明:在一定范围内通过减小径向通风沟的轴向尺寸,能有效提高电机的冷却效果。当采用结构方案Ⅲ时,求解域内最高温升较原模型低6. 04 K。     

基于双馈式风力发电机的研究与转子故障仿真

风电是我国能源构成的重要组成部分.本文选取了应用最广的双馈式风力发电机作为研究对象,通过分析其工作原理建立了双馈式风力发电机的数学模型.利用MATLAB软件对双馈式风力发电机进行建模,对并网前后及转子绕组匝间短路故障状态进行仿真分析,从而证明了所建模型的正确性.     

直驱型变速恒频风力发电机稳态特性

为了改进传统双馈风力发电机组可靠性相对较低的现状,实现直驱型风电机组可靠运行,在对风力机输入机械能和发电机输出电能进行分析的基础上,研究直驱机组常用的永磁同步发电机稳态运行特性.针对15MW直驱型风力发电机组实际模型参数,利用Matlab软件建立数学模型,对永磁发电机的稳态特性进行仿真并得出最佳功率曲线.仿真结果表明,直驱永磁同步发电机具有体积小、效率高、可靠性高等优势,在风力发电系统中具有良好的稳态运行特性.     

具有自调节通风性能的大型永磁同步发电机内流热特性数值研究

为了探究具有自调节通风功能的结构紧凑型大型永磁同步发电机内部流体流变特性及温升分布规律,以一台6 MW永磁同步发电机为例,基于电机学和数值传热学理论,结合流-热耦合机理,根据电机实际冷却结构选择一个周期作为求解域,建立三维流体场与温度场耦合分析数学模型及物理模型. 采用有限体积元法对永磁同步电机三维温度场进行数值研究,对发电机定转子铁心、定子绕组与绝缘以及永磁体的温升分布特性进行详细分析. 通过与电机绝缘温升限值的对比分析,验证了其求解方法的合理性以及计算结果的准确性,为永磁同步发电机温升的计算及通风结构的设计提供参考依据.     

稀土永磁高速同步发电机的转子结构与工艺分析

近十几年来,稀土钴永磁材料的发展十分迅速,磁性能有极明显的提高,在各种电磁器件中得到了广泛应用。在电机领域里,特别是在高速发电机方面,使用稀土钴永磁材料做为励磁材料后,可以大大缩小转子直径和电机体积。因此,目前国外在航天航空和其它特殊用途使用的高速发电机方面,正在广泛研究和采用稀土永磁转子结构。 采用稀土永磁材料后,除在电机的磁路设计、分析计算方法方面,提出了必须解决的新课题外,在结构设计和制造工艺方面也带来了一系列新的课题。 本文就研制用于太阳能热发电试验电站的3千瓦,20000转/分稀土永磁高速同步发电机的体会,对这种电机的转子结构及制造工艺进行初步的分析探讨。     

永磁外转子风力发电机的逆变并网特性

为了提高风力发电机并网运行性能,提出一种符合大功率直驱并网永磁风力发电机要求的变流器电路拓扑结构.针对现有永磁直驱风力发电系统并网方案,设计了不可控整流、升压斩波、正弦脉宽调制SPWM逆变电路的控制方案,并对电路中升压斩波电路和SPWM逆变控制系统结构进行了重点分析.采用Matlab/Simulink软件进行系统并网仿真,结果表明,该控制方法可满足风力发电机运行的需要,证明了该方法的可行性和正确性.     

交流励磁发电机的静态稳定特性分析

讨论了交流励磁发电机能量流向及电磁功率特性、静态稳定特性,分析了交流励磁发电机电磁功率、静态稳定性能和转子励磁电压大小、相位及转差率的关系,当转子电压较大时,发电机的静态稳定性能较好,发电机运行在超同步转速时,Pemmax较大,静态稳定性能较好,而运行在亚同步转速时,Pemmax较小,此时电机的过载能力较差.     

基于直驱永磁风力发电系统中最大风能跟踪的实现

研究贝兹原理关于永磁同步风力发电机的最大风能跟踪理论,提出了叶尖速比控制方法。介绍风力机的数学模型,以及最佳叶尖速比控制方法,构建永磁同步风力发电机的数学模型,继而利用Matlab/Simulink软件对该模型进行仿真分析。仿真结果表明：本控制方法能快速准确地实现风能的最大跟踪。     

同步发电机定子绕组短路故障瞬态过程电磁转矩特性分析

为了研究定子内部短路故障后瞬态过程中电磁转矩的变化特性,基于动力学虚位移原理,对同步发电机定子绕组内部匝间短路故障前以及故障后瞬态过程的电磁转矩进行了理论分析,研究了在振动偏心影响下同步发电机定子内部短路故障前后气隙磁动势的变化特征,并得到了故障发生后瞬态过程中各频率电磁转矩分量的幅值和频率特性。同时建立了动模实验模型,实验测量了一台功率为30kVA的同步发电机不同短路故障下的电磁转矩,并对其进行频谱分析,实验分析结果验证了理论推导的准确性。该结果为基于电磁转矩的定子内部故障诊断技术提供了理论基础。     

稀土永磁电机正进入大发展的新时期

稀土永磁电机作为节能减排、绿色能源及信息化等领域的发展焦点已成为众人研究的对象.针对永磁风力发电机、超高效永磁同步电动机、交流永磁伺服电动机和特种永磁电机等已研究电机进行介绍和分析,列出各自的特点及适用场合,给出其与传统电机的性能对比结果.由于用户对电机性能的要求日益增高,电机结构日益新颖多样,因此,增加了设计及研究的复杂性.通过多耦合系统、多学科知识的整合,永磁电机的性能得到了进一步的优化,并且将会得到更大的发展.     

基于变频器容量的永磁同步风力发电机最大功率控制的研究

介绍了永磁同步风力发电系统的基本结构,论述了风力发电系统中风机最大风能捕获的基本原理,并提出一种采用永磁同步电机作风力发电机实现最大功率输出的控制系统.通过建立考虑铜耗和铁耗的电机损耗模型,获得了电机损耗与定子电流之间的关系.在此基础上提出永磁同步电机最佳效率控制,并将其应用于永磁同步风力发电系统中.使风力发电机按照最大功率点跟踪方式运行时,电机损耗最小;在充分利用变频器容量的前提下,实现风力发电机最大功率输出,从而得到永磁同步风力发电机最优定子电流矢量控制.仿真结果证明了该控制算法的有效性和实用性.     

基于多回路理论的发电机励磁绕组匝间短路故障时励磁电流谐波分析

本文分析了发生转子绕组匝间短路故障,发电机的电磁特性及励磁电流的变化,针对SDF-9型故障模拟实验机组,采用多回路模型建立了励磁绕组匝间短路故障情况下的转子电感参数模型和定转子互感参数模型。对励磁绕组匝间短路的短路匝数与励磁电流的谐波关系进行了定量计算。分析得到转子绕组匝间短路故障的特征,为故障检测提供依据。     

两种内置式转子结构电抗参数的研究

永磁同步电动机电抗参数是电机性能分析和优化设计的重要依据，需对不同转子结构的电抗参数进行分析.在三维电磁场数值计算的基础上，利用Ansoft软件对两种内置式永磁同步电动机的交、直轴电枢反应电抗参数进行计算，在此基础上总结出两种转子结构永磁同步电动机电抗参数随气隙长度和永磁体磁化方向长度的变化规律.试验测试结果与计算结果相吻合.结论表明:该方法能指导转子结构的选择.根据所得的规律，确定转子结构的设计策略.     

小型磁悬浮风力发电机起动阻力矩研究

针对风力发电机中磁悬浮支承与发电机间存在耦合,磁悬浮支承对发电机起动阻力矩会产生影响等问题,分析了风力发电机中起动阻力矩产生的原因,建立了磁悬浮风力发电机中永磁发电机的有限元模型,并分析了载荷对磁悬浮支承下风力发电机起动阻力矩的影响,最后对计算结果进行了实验验证.     

双馈感应发电机定子绕组匝间短路时电磁特征

双馈感应发电机逐渐成为风力发电机的主流机型,其容量越来越大。绕组匝间短路是双馈感应发电机常见的故障之一,为了研究电机定子匝间短路故障时的电磁特征,基于有限元和多回路理论建立了电机的数学模型;采用该模型计算了一台5.5 k W感应电机定子绕组匝间短路时的定转子电流以及电磁场,得到了电机正常与故障两种情况下的磁场分布以及定转子电流的波形。通过对比分析健康电机与故障电机的磁场以及定转子电流,得出了双馈感应发电机定子绕组匝间短路时的故障特征:定子绕组匝间短路使得气隙磁场中出现了分数次以及偶数次谐波,定子三相电流不再对称,三相电流的幅值均有增加,故障所在相的电流增幅最大,且故障相与其超前相的相位角随着故障程度加深而变大且大于120°。     

汽轮发电机转子绕组匝间短路故障研究

对汽轮发电机发生转子绕组匝问短路故障后,电磁特性和电气参量的变化进行了分析。发现了故障发生后励磁电流增加而无功输出却相对减少的特征,提出了利用故障前后励磁电流的计算值和测量值之间的相对变化率作为识别故障严重程度的一个实用的方法,建立了在线识别转子匝间短路的故障判据。该判据利用发电机转子匝间短路的动态模拟试验机组进行了相关的实验验证。