基于自抗扰的永磁同步电机附加谐波损耗抑制方法

针对永磁同步电机在变频器供电时,由时间电流谐波所引起的附加谐波损耗过大及难以在电机初始设计时被考虑到的问题,采用场路耦合联合仿真模型来计算电机的附加谐波损耗,并以4台现有的表贴式永磁同步电机为例,通过实验验证了场路耦合联合仿真模型的有效性,为电机设计之初附加谐波损耗的选取,以及后续温升的计算提供了前期计算的方法。同时提出一种基于自抗扰技术的附加谐波损耗抑制方法,设计一种适用于永磁同步电机矢量控制的自抗扰控制器,并从理论上验证了自抗扰控制器对于时间电流谐波的抑制作用,以及针对自抗扰控制器参数众多调参困难的问题,给出一种参数整定方案。最后通过引入所设计的自抗扰控制器,对电机的时间电流谐波进行计算和分析,使电机的附加谐波损耗降低了68.1%,为同类型电机的附加谐波损耗抑制提供了一种有效的方法。     

感应牵引电机定子绕组涡流附加损耗分析

高功率密度感应牵引电机具有结构紧凑、磁通饱和度高、工作频率高、单位体积损耗密度大等特点。高工作频率导致定子绕组趋肤效应和邻近效应明显增加,在定子绕组中感应高频涡流附加损耗,引起附加铜耗大大增加。基于感应电机内部谐波磁场理论分析定子绕组涡流附加损耗的来源、计算方法及影响因素,并对一款4极650 kW感应牵引电机进行了详细有限元分析。分析了感应牵引电机定子槽内磁场分布、槽内磁场的各次谐波、谐波幅值与距槽口深度的关系,并计算了槽内导体的涡流附加损耗。计算结果表明槽口附近导体的涡流附加损耗最大,随着距离槽口深度的增加,槽内导体的涡流附加损耗呈明显减小的趋势,通过合理设计定子槽口深度可以有效减小槽口附近导体的涡流附加损耗。     

复合电能质量扰动下配电网关键设备附加损耗的研究

随着冲击性、非线性负荷的广泛应用以及低压配电网中大量单相用户的涌现,谐波、三相不平衡等电能质量问题日益突出。配电网损耗是综合反映电力网规划设计、生产运行和经营管理水平的主要经济技术指标,因此研究低压配电网中关键设备在复合电能质量扰动下的附加损耗具有重要的意义。首先理论推导了关键设备在谐波及三相不平衡扰动共同存在时的附加损耗,并在Matlab/Simulink仿真平台中验证了理论推导的准确性。在此基础上,综合分析了这两种电能质量问题同时存在时与单独存在时附加损耗的仿真数据,得到复合电能质量扰动下的附加损耗不满足叠加定理,且谐波及三相不平衡共同存在时关键设备的附加损耗小于各自单独存在造成的附加损耗之和。     

基于SVPWM的时间谐波对永磁电机损耗的影响

针对在变频器驱动永磁电机因时间谐波引起的附加谐波损耗大小及分布问题,对基于SVPWM变频器电路输出的电流波形,采用傅里叶计算方法,分析不同变频器参数下的各次电流时间谐波分布规律及波形畸变程度,与SPWM对比发现SVPWM优化谐波程度高,且直流母线电压利用率较优。以一台5kW、3000r/min表面式永磁同步电动机为例,运用场路耦合联合仿真方法,研究附加谐波损耗在永磁电机中的分布特性,计算电机定子铁心各区域的磁通密度变化情况,附加谐波损耗以永磁体涡流损耗为主,其次集中于定子齿顶。参考电机损耗计算的国家标准搭建样机试验平台,通过有限元计算与试验结果的对比分析,校核附加谐波损耗计算结果。     

铸铝转子异步电机的附加损耗

本文对铸铝转子异步电机附加损耗产生原因,进行了较全面的论述,对横向谐波电流的产生进行重点分析,并就附加损耗对异步电机性能影响进行必要的分析,最后提出降低附加损耗的有效措施。     

配电变压器谐波附加损耗在线监测系统研究

配电变压器谐波损耗在线监测是指导高损耗变压器判定以及保障变压器经济运行的重要手段。引入 型电路模型对变压器谐波附加损耗模型进行改进,并利用绕组损耗与涡流损耗的比例关系,补偿谐波对变压器铁芯造成的损耗,有效提高了该算法的精确性。基于此方法设计了变压器谐波附加损耗在线监测系统,系统硬件主控制器为DSP2812,实现模拟量检测,并通过串口与上位机通信,为监测变压器谐波附加损耗提供实时数据,系统软件采用Visual C++ 6.0开发,包括:数据显示模块、串口操作模块和变压器参数设置模块。试验分析表明了监测系统计算结果的正确性。     

计及复合电能质量的配电网附加损耗量化计算与建模仿真

准确量化计算电能质量问题与低压配电网附加损耗间的关系对分析损耗构成、提高损耗计算精度、制定合理降损措施具有指导意义。在理论分析三相不平衡、电压偏差同时存在时和谐波单独存在时低压配电网配电变压器与线路附加损耗的基础上,采用谐波三相不平衡度表征指标得到复合电能质量下低压配电网的附加损耗计算模型,在Matlab/Simuli...     

变频调速系统对牵引电机谐波损耗影响的研究

变频调速系统输出的脉宽调制波含有丰富的谐波,谐波引起附加损耗,使交流牵引电机运行温升增加,导致绝缘加速老化,缩短其运行寿命.文章利用MATLAB软件建立了变频调速仿真系统,对影响变频牵引电机谐波损耗的逆变器参数进行了分析,并提出一种用谐波总损耗因数表征谐波损耗的方法.     

配电变压器谐波附加损耗在线监测系统研究

配电变压器谐波损耗在线监测是指导高损耗变压器判定以及保障变压器经济运行的重要手段.引入Γ型电路模型对变压器谐波附加损耗模型进行改进,并利用绕组损耗与涡流损耗的比例关系,补偿谐波对变压器铁芯造成的损耗,有效提高了该算法的精确性.基于此方法设计了变压器谐波附加损耗在线监测系统,系统硬件主控制器为DSP2812,实现模拟量检测,并通过串口与上位机通信,为监测变压器谐波附加损耗提供实时数据,系统软件采用Visual C++ 6.0开发,包括:数据显示模块、串口操作模块和变压器参数设置模块.试验分析表明了监测系统计算结果的正确性.     

过电压条件下谐波磁场对异步电机附加损耗的影响

为了研究过电压条件下谐波磁场对异步电机附加损耗的影响,以一台Y132S-4、5.5kW电机为例,利用时步有限元法研究了过电压下定转子铁心谐波磁密和转子导条谐波电密在额定负载时的变化规律及产生原因,进一步分析其对附加损耗的影响。结果显示,在附加铁耗方面,过电压引起磁路饱和,导致定子铁心轭部、齿身3次谐波磁场和磁导谐波磁场增加,同时受定转子绕组电流降低的影响,由其产生的齿谐波磁场在定转子铁心齿顶区域引起的附加铁耗降低,两者共同作用导致附加铁耗由380V时的44W降低到420V时的35W;在附加铜耗方面,过电压引起角接绕组3次谐波电流及相应定子附加铜耗增加,受转子绕组电流降低的影响,由其引起的齿谐波磁场在转子导条中感生的高频电流及相应附加铜耗降低。通过满载时不同电压下各项损耗进行实测对比,验证了文中分析正确性。     

基于改进基波相位分离法的介质损耗角测量

基波相位分离法计算量少、需要的采样时间短、计算结果精确度高,是介损角测量的有效算法。介绍了该算法的原理,提出了基于梯形插值积分的改进算法,用仿真和实验验证了改进算法的有效性。同时对改进算法计算误差随信号频率、采样频率、量化位数、介损角真实值、3次谐波、直流分量等参数变化的情况进行了仿真分析,所得结论对该算法在介损角测量中的应用有一定的参考意义。     

基于CSO-SVR的低压架空线路谐波损耗评估

针对架空线路物理解析模型的谐波损耗计算精度不高的问题,文章提出基于纵横交叉算法(Crisscross Optimization,CSO)优化的支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)模型对架空线路谐波损耗进行评估。首先采用无需复杂网络结构设计的SVR模型,拟合线路特征与线路损耗之间的关系;然后利用CSO优化算法对SVR超参数进行全局搜索,以动态优化获取最优超参数组,对线路损耗做出评估。文章依托国内某大型电能质量综合试验平台进行低压架空线路谐波试验,获得线路损耗实测数据;利用这一数据对所提模型进行验证。试验结果表明,采用CSO算法对SVR超参数进行优化,可有效提升SVR模型的线损评估性能;对比其他模型,所提模型的谐波线损评估精度更高,评估值更为接近实测值。     

基于频变特性的变压器谐波损耗分析

工业变频设备和高频装置的广泛应用导致电力系统谐波污染加剧,致使非线性负荷下的变压器损耗计算与分析备受关注。研究了谐波等值模型,修正了传统曲线拟合谐波损耗计算法,从涡流场角度分析模型准静态磁场中不同材料的磁扩散情况,归纳出其谐波频变特性。同时,考虑不同频率谐波下绕组的等效非线性参数和谐波损耗叠加计算,对谐波损耗进行修正。...     

基于集肤效应与邻近效应的静电除尘变压器绕组谐波损耗优化设计

现有变压器设计方法没有对谐波下绕组结构进行精确设计,为此提出了一种考虑集肤效应与邻近效应的静电除尘变压器绕组谐波损耗优化设计方法。利用Helmholtz方程对交流谐波下铜箔、矩形及圆形导体绕组的损耗进行了分析及优化,并考虑了磁芯窗口参数的影响,对比了各种优化方法的优缺点及应用场合。样机实验结果表明,该方法可以准确给出谐波损耗最小时的优化结构,适用于大功率定制变压器的设计。     

新型电力系统主变压器谐波损耗预警方法

由于主变压器谐波损耗会造成电力资源的大量浪费,并影响其他设备的正常使用。为此,提出一种基于建筑信息模型(BuildingInformation Modeling,BIM)全寿命周期的新型电力系统主变压器谐波损耗预警方法。从铁心谐波损耗和绕组谐波损耗两方面展开对主变压器谐波损耗的计算;按照相关标准设定谐波损耗预警值,分析影响主变压器谐波损耗的各项因素,当谐波损耗值达到预警值时发出相应的报警提醒。通过与其他方法展开对比实验测试,结果表明,所提方法计算得到的主变压器谐波损耗值最接近实际值,与预警值比较后即可发出精准的预警提醒。     

考虑集肤效应和邻近效应的变压器绕组谐波损耗计算及实验研究

基于国内外现有变压器谐波模型发展情况及其适用范围的局限性,以进一步精确量化变压器绕组谐波损耗为目的,建立了绕组谐波损耗模型。该模型综合考虑谐波情况下集肤效应、邻近效应对绕组的影响,基于电磁场原理分析绕组电阻参数畸变特性。进行了各次谐波电流下的绕组电阻测量实验,将实验测量值、传统模型计算值与该模型计算值进行对比,结果证明该模型提高了计算精度,使得变压器绕组损耗计算更加精确。最后基于实验测量值,建立了变压器绕组谐波电阻工程实用模型,对工程计算具有一定的指导价值。     

存在脉冲噪声情况下的介损角算法

脉冲干扰是影响介损角测量精确度的重要因素之一,对含有脉冲噪声的电压和泄漏电流信号必须使用滤波方法进行抑制。采用53H算法抑制采样所得电压和电流信号中的脉冲噪声。对滤波前后的信号分别使用了相关函数法、高阶正弦拟合法、加汉宁窗插值算法、谱泄漏对消算法、改进基波相位分离法和改进修正理想采样频率法计算介损角,发现各种算法对滤波后信号的计算结果均要比滤波前信号使用对应算法具有更高的精确度;无论是对滤波前信号还是滤波后信号改进基波相位分离法和改进修正理想采样频率法均具有更高的精确度。同时分析了53H算法的相关参数对算法精确度的影响。对信号使用53H算法滤波后,使用改进基波相位分离法和改进修正理想采样频率法能有效提高在脉冲情况下介损角测量的精确度。     

集中设置滤波器解决谐波倒灌的方案论证

针对谐波源相对集中时就地安装滤波器容易出现谐波倒灌的问题，提出了一种集中设置滤波器解决谐波倒灌的方案。结合特征值灵敏度和灰色关联分析法，解决了多支路滤波器组集中安装的问题，并用遗传算法优化滤波器的参数。在集中设置滤波器的安全校验条件中，采用求和指数确定节点谐波电压，并通过一15节点系统的实例分析，证实了采用该方法的有效性。     

低压配电网谐波网损估计

同频谐波电流、电压产生的谐波功率增大了电网的网损,而了解电网中谐波网损比例对于电力公司制定节能降耗的措施具有指导意义。比较分析了估算电网谐波网损方法的优缺点,并以实际电网和实测数据为基础,建立了计算谐波网损的简易模型,分析计算了电网谐波网损及其所占总网损的比例。通过对电网谐波网损进行论述表明了治理谐波及对谐波功率进行有效计量和收费的重要性。