大型水轮发电机转子偏心对单元件横差保护影响的分析

为了研究转子偏心对大型水轮发电机单元件横差保护的影响,采用多回路分析与有限元分析相结合的方法,建立了转子偏心下水轮发电机的数学模型,对发电机内部磁场进行有限元计算,得到了发电机在转子偏心下的电磁参数,然后通过多回路分析计算,获得了不同转子偏心率下单元件横差电流。计算结果表明,转子偏心故障达到一定程度时,单元件横差不平衡电流会超过保护动作定值,引起单元件横差保护的动作。     

转子偏心对不同绕组形式大型凸极同步发电机支路感应电动势的影响

为了研究转子偏心对不同绕组形式的大型凸极同步发电机的空载支路感应电动势的影响,本文采用"分片模型"和非线性二维时步有限元法对转子偏心及定子斜槽发电机在叠绕组和波绕组时的支路感应电动势进行了计算.与一台3kW、12极的凸极同步发电机空载支路感应电动势实验结果的比较说明了计算方法的准确性,同时相比于波绕组发电机,转子偏心对叠绕组发电机支路平衡性影响更大.     

考虑磁饱和效应的凸极同步电机参数辨识

针对凸极同步发电机的精确建模问题,研究同步发电机dq轴饱和的机理,采用动态饱和电感表述发电机电磁场非线性的特征,建立凸极同步发电机非线性磁场饱和模型,给出状态空间方程。通过凸极同步发电机的空载实验、转差法实验和静态频率响应实验,测得线性状态下发电机的电磁参数;以建立的数学模型和已测得的线性状态下的电磁参数为基础,辨识非线性状态下凸极同步发电机的电磁参数。研究结果表明所提方法能够有效辨识考虑磁饱和效应的凸极同步发电机参数,为精确控制提供更为可靠的依据。     

大型水轮发电机转子偏心磁场的计算

为了研究转子偏心对大型水轮发电机磁场分布、电磁参数计算的影响,以ANSYS的APDL参数化编程为平台,提出了一种应用ANSYS软件实现大型水轮发电机转子偏心磁场有限元计算的方法.采用该方法可以在磁场有限元计算中方便、准确地自动实现偏心转子的旋转、施加载荷、计算线圈磁链等功能.从计算得到的支路电感参数分析可知,转子偏心导致发电机各支路的电磁参数不平衡,其变化规律与偏心的性质与方向有关.提出的方法还为ANSYS软件在电机电磁场分析中的应用提供了经验参考.     

同步发电机励磁绕组匝间短路时的电磁转矩

同步发电机的励磁绕组匝间短路故障会引起机械振动,而研究故障时的电磁转矩是分析机械振动特性的基础。文中首先基于多回路数学模型计算了短路故障后的电磁转矩,计算中全面考虑了定、转子绕组产生的各种次数、转速、转向的空间磁场之间的相互作用;对一台12kW、3对极隐极同步发电机样机进行了仿真计算及实验的比对验证;从分析故障后定、转...     

凸极同步发电机定子绕组内部故障的瞬态计算及有关保护方案的分析

运用多回路分析方法,建立了凸极同步发电机定子绕组内部故障的数学模型,并编制了仿真程序,可以对凸极同步发电机定子绕组内部故障的瞬态和稳态过程进行仿真;通过对仿真结果与实验结果的比较,验证了数学模型的正确性。依据仿真结果,计算了不同内部故障下各种保护方案的灵敏度,说明用瞬态基波分量校验的保护灵敏度比用稳态基波分量校验的灵敏度提高了。     

交流同步发电机最大转矩电流比控制研究

凸极电励磁交流同步发电机可以与永磁同步发电机(PMSG)一样利用凸极效应采用最大转矩电流比(MTPA)控制方式进行控制。此处采用基于转子磁链定向的矢量控制方法对电励磁凸极交流同步发电机MTPA控制策略进行研究。利用Matlab软件对系统进行仿真与实验,结果证明了MTPA控制策略应用于电励磁交流同步发电机的可行性,并通过与交流同步发电机id=0控制方法进行对比,说明了凸极电励磁同步发电机采用MTPA控制时在相同定子电流下可产生较大电磁转矩等优点。     

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。     

转子绕组匝间短路对发电机转子电磁转矩影响分析

针对发电机转子绕组匝间短路故障时的电磁转矩特性进行了理论分析和实验研究.首先分析了转子绕组匝间短路后气隙磁场变化特征,计算得到气隙磁势、气隙磁导和气隙磁场能量表达式,然后利用虚位移原理,推导得到了电磁转矩的理论计算公式,并通过比较故障前后电磁转矩的变化,以及考虑振动偏心和不考虑振动偏心的电磁转矩变化,最终得到了发电机转子绕组匝间短路时作用于转子的电磁转矩的变化规律.并实测了SDF-9型一对极故障模拟发电机和MJF -30 -6型三对极故障模拟发电机转子绕组匝间短路时的电磁转矩,与理论分析结果基本吻合.     

大型凸极同步发电机定子绕组内部故障瞬态仿真

大型凸极同步发电机定子绕组内部故障的仿真计算对保护的配置具有重要意义。文中以多回路理论为依据，建立了大型凸极同步发电机定子绕组内部故障瞬态分析的数学模型；以匝间短路为例，给出了系数变化矩阵。通过在动模机上进行故障的动态模拟实验，验证了该方法的正确性。最后对三峡电站SF700－80／19720大型水轮发电机定子绕组一支路发生匝间短路的故障情况，进行了瞬态过程的仿真计算，验证了所配置单元件横差保护的灵敏度，结果令人满意。     

定子绕组形式对同步发电机励磁绕组匝间短路稳态电流特征的影响

为研究定子绕组形式对同步发电机励磁绕组匝间短路稳态电流特征的影响,对一台12 kW、6极同步发电机的定子绕组连接进行了不同形式的变换,利用经过实验验证的多回路分析法分别对不同定子绕组形式的电机所发生的同一种转子匝间短路故障进行了计算,通过傅里叶分解得到了稳态故障电流的谐波特征,并进行了比较分析。计算与分析表明,发生励磁绕组匝间短路故障后,电机定、转子电流会出现不同于机端外部短路、定子内部短路等其它故障的稳态电流谐波特征,且不同定子绕组形式的电机表现的特征也各不相同。对励磁绕组匝间短路故障监测与保护的研究,需建立在科学的故障计算基础上,对不同型号的电机都需具体分析计算,根据实际情况选择用来检测或保护的特征量。     

基于多环调压控制的混合励磁航空变频交流发电系统

变频交流发电系统在航空电源上越来越受到重视。发电机转速的变化带来了发电机参数的变化,对发电机调节技术带来了挑战,现有的适合恒频发电系统的调压技术不能满足变频发电系统的需要。本文将发电机电压、励磁电流、发电机频率和负载电流四个量作为反馈量,构成多环反馈,用于新型的混合励磁无刷交流发电系统中,分析了混合励磁无刷交流发电机的特性。对发电系统进行了变频调压实验,实验结果表明,设计的发电机调压器减小了动态调节时间,适合于变频交流发电系统。     

同步发电机多回路-有限元耦合数学模型及其应用

将多回路方法与电磁场有限元计算相结合,建立了同步发电机的多回路一有限元耦合数学模型,其突出优点在于可以计及定子绕组对地分布电容、磁路饱和、磁极形状、齿槽影响以及涡流等因素,因而适用于同步发电机定子单相接地故障暂态分析。分别应用多回路模型、多回路一有限元耦合模型进行定子绕组单相接地故障暂态数字仿真。仿真结果与实验结果对比表明,相对于多回路模型,多回路-有限元耦合模型具有更高精度。多回路-有限元耦合模型的仿真结果与实验结果基本吻合,验证了该模型的准确性与有效性。     

小型带不可控整流负载异步发电机自激电容确定

针对异步发电机带整流系统稳态运行后其电路为多回路、变拓扑结构,直接采用电流回路法分析极为困难复杂的特点,根据异步发电机定、转子边的电势平衡关系列写电压方程式,然后把方程式折算到基值频率,得到能够进行稳态分析的电机一相等值电路。在忽略整流桥有功损耗的前提下,引进功率平衡法将直流侧、交流侧联系起来,结合电机的等值电路,建立了异步发电机带整流负载系统的完整数学模型,该模型不仅分析过程简便,而且具有较高的分析精度。     

基于嵌合转矩法的虚拟同步机多回路保结构稳定分析

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制系统结构复杂、耦合性强,传统的稳定性分析方法无法分析系统内部各交互回路间的相互作用机理问题。基于此,文章提出一种基于嵌合转矩法的多回路保结构稳定分析方法。首先,基于模块化建模思想及模块重构建立了VSG并网的多回路交互保结构模型;其次,基于嵌合转矩法建立各交互回路间的回路阻尼转矩,形成分析-结构联通对应关系;然后,详细分析多回路系统中关键回路和关键参数的精确溯源方法,对VSG系统内各环节间的阻尼竞争及互激等规律进行了深入分析;最后,以VSG控制下的单机无穷大系统为例进行仿真验证。结果表明:VSG控制系统中电压控制环和电流控制环的直轴分量和交轴分量存在交互影响。其交互回路间阻尼转矩的恶性竞争以及负向激励导致了系统机电振荡模式失稳。该方法在捕捉系统失稳机制的基础上,还能为实际参数配置优化提供借鉴基础,具有一定应用价值。     

带整流负载同步发电机的数字仿真(Ⅰ)——快速数值积分法

针对同步电机外部不对称时的数字仿真计算工作量较大的特点,本文推导並提出了凸极同步电机处于外部不对称运行工况下的一种新的数学模型,并在此基础上提出了快速数值积分法。通过比较,证明快速数值积分法具有较高的计算效率。     

隐极发电机励磁绕组匝间短路故障定位及短路匝数估算

为实现对发电机励磁绕组匝间短路故障的在线检测与保护,以一台12kW、3对极隐极同步发电机为例,采用多回路法对该样机负载运行时发生的励磁绕组匝间短路故障进行计算,并与实验进行了对比分析;基于计算与实验结果,分别探讨了分布式励磁绕组的故障位置及短路匝数对故障特征量的影响;在此基础上,提出利用定子分支谐波电流进行故障定位及短路匝数估算的新方法,为隐极发电机励磁绕组匝间短路故障在线检测与保护方案设计奠定了理论基础。     

凸极同步发电机定子绕组内部故障暂态仿真及试验验证

同步发电机定子绕组内部故障分析是一个十分复杂而重要的问题。文中在建立同步发电机定子绕组内部故障暂态计算模型时采用通用支路电压矩阵方程来建立回路电流方程，具有简洁、通用性强的特点。利用多回路理论着重对同步发电机带载时定子绕组内部故障暂态全过程进行了仿真计算，并与试验录波波形进行了对比，结果表明这种仿真方法能够准确地模拟同步发电机故障暂态过程。文中还分析了影响暂态过程仿真精度的因素，认为铁心局部饱和、铁心剩磁、转速变化及回路电阻变化是产生仿真误差的重要原因。     

轨道电路内屏蔽电缆多回路模型与其参数计算

内屏蔽数字信号电缆是高速铁路轨道电路的传输通路,其多回路仿真模型与参数计算对研究高速铁路轨道电路信号传输有重要意义。首先,文中考虑内屏蔽数字信号电缆的结构特点和信号传输路径,建立其考虑耦合的多回路电路仿真模型。其次,对多回路中涉及的参数,采用有限元方法,给出电缆电容、电感和电阻参数计算的一般方法,包含有限元计算各类参数的边值问题的详细描述、必要的计算公式和步骤。最后,以8芯内屏蔽电缆为例,建立其仿真模型,通过计算结果与测量结果对比,验证计算方法的正确性。文中建立的多回路模型可用于高速铁路轨道电路信号传输研究和故障诊断。     

发电机转子绕组匝间短路的故障分析

转子绕组匝间短路故障会造成发电机励磁电流增大、输出无功功率减小、转子振动加剧等不良影响,如不及时处理会给机组的安全运行带来巨大威胁,而解决这一问题必须先解决发电机转子绕组匝间短路的故障分析.针对某型隐极式同步发电机,应用交流电机的多回路理论,建立了该型发电机转子绕组匝间短路故障时的数学模型,并计算了与模型有关的所有回路电感参数.通过仿真和试验结果的对比验证了该方法的有效性,可准确计算故障时的电流等电气量,为发电机转子绕组匝间短路时的故障分析奠定了基础.