变频牵引电机定子绕组内部电压分布特性的研究

分析PWM逆变器驱动的变频牵引电机定子绕组内部电压分布特性,对研究定子绕组绝缘失效和进行绝缘结构设计有重要意义。文章依据变频牵引电机定子绕组结构形式,建立绕组的分布参数电路模型,采用有限差分方法求解得出绕组内部电压分布情况,然后用实际测试结果验证模型的有效性,基于该模型讨论脉冲上升沿时间和电缆对绕组内部电压分布特性的影响。研究结果表明:上升沿时间越短,绕组内部电压分布越不均匀,线圈和匝电压幅值越大,而电缆长度对绕组内部电压分布影响较小,但绕组内部电压幅值增加了约40%。     

机车变频三相异步牵引电机绝缘系统新思路

论文介绍了国内外变频异步牵引电动机绝缘技术的现状 ,讨论了变频电机的绝缘破坏机理以及纳米 Ti O2 无机填料在绝缘破坏过程中的电、光及热效应。根据机车变频异步牵引电动机的制造工艺特性和绝缘系统耐电晕机理 ,提出了用纳米无机填料填充改性定子绕组绝缘 ,将“漆包绝缘”的概念通过合理途径引入到机车异步牵引电机中 ,用以改进机车变频牵引电机耐高频脉冲和电晕性能的新构想。     

高压电动机定子线圈匝间绝缘问题的探讨

在实践经验的基础上，分析了我国匝间绝缘短路的主要原因，提出在匝间绝缘的设计，制造工艺及耐压试验等工序采取合理措施，以提高匝间绝缘的可靠性。     

交流牵引电机温度场分析绕组气隙优化建模方法

针对交流牵引电机定子绕组间存在不规则气隙,而采用常规等效建模法所建模型准确性不高的问题,提出一种绕组气隙优化建模方法.确定了电机定子绕组等效模型的基本结构,提出了等效模型中绕组气隙最佳宽度确定方法,即根据所确定的等效气隙模型并采用有限元法对电机进行温度场分析以得到绕组模型表面某点对应的温度值.通过获取不同气隙宽度下模型...     

三绕组电压互感器实际负荷下误差的推算方法

电压互感器是电力系统中的重要电气设备,它和电力系统的安全经济生产有着密切的关系。电压互感器实际负荷下的误差测试是现场校验工作的重点之一,但是由于不能停电或者无法带实际二次负荷,要得到实际条件下电压互感器的误差值相当困难。本文介绍了一种推算三绕组电压互感器实际负荷下误差的方法,准确可靠,简便易行。具有一定的实际意义。     

A totally enclosed traction motor using a permanent magnet synchronous motor

Ventilated‐type traction motors are widely used for railway vehicles. However, they require overhauls to clean inside them. In addition, they are a major noise source in railway vehicles. To solve these problems, we propose a totally enclosed‐type traction motor using a permanent magnet synchronous motor that has the same weight power ratio as that of a conventional ventilated‐type traction motor. In this paper, we report the test results of the proposed motor. The test results demonstrate that the temperature rise values are within its limit and the noise level is decreased by 10 dB compared to conventional motors. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 151(3): 71–80, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20079     

调速系统PWM脉冲对电机端过电压影响的研究

本文基于Matlab仿真软件，在建立调速系统PWM逆变电源、电缆和电机模型的基础上，通过改变上升时间、电缆长度、电机功率等参数，仿真电机端子上的PWM脉冲反射波瞬间电压，建立反射波峰值电压与上升时间和电缆长度之间的关系。实验验证了仿真结果和模型的正确性。     

基于介电特征参量分析的变频电机匝间绝缘老化特性研究

连续高压双极性脉冲方波电压幅值、频率和工作温度与变频调速牵引电机匝间绝缘的寿命有着密切关系.本文对模拟变频电机匝间绝缘的绞线对试样在不同电压幅值、频率、温度下进行加速老化试验,测试其介质损耗角正切值和试样电容随电压的变化特性.通过介质损耗产生机理分析和方波脉冲作用机理研究,结果表明:老化初期,局部放电起始放电电压随电压升高而升高,基本上不受频率的影响,其与空间电荷积累有关.温度在稍微变化(变大)的情况下对绝缘的影响都是很大的.脉冲方波幅值、频率和外界温度具有协同效应,一种因素的增强和减弱都会改变其他因素对绝缘影响的趋势.     

配电网串联电容补偿对电机机端电压调节性能的影响

电力系统配电网中一般有较多的波动性或冲击性电动机负载,造成电压偏低、波动严重,严重影响电能质量和电机的运行性能。针对这一问题,提出采用串联电容就近对电动机进行补偿的方法,计及电机的负载特性,通过对比计算确定了在配电变压器高压侧进行串补对机端电压调节的效果最好。仿真计算了波动性负荷情况下串补装置不同补偿方式对电机机端电压调节性能的影响。结果表明:采用低度过补偿方式,可以在避免自激的情况下,在较大的范围内提升线路末端电机的电压性能,消除由于波动性负荷引起的电压波动,为配电网中改善电动机的运行性能和机端电压质量提供了一条新的思路。     

基于电机群分类聚合的配电台区功率调节特性及主动调压方法研究

随着新能源渗透率的不断提高,配电网主动调压成为维持系统稳定的重要手段。为研究当今负荷多样化配电台区的主动调压方法,首先研究了电机负载类型、负载率存在差异时的电压-功率调节特性,揭示了电机功率受带载情况影响的原因。提出了一种基于负载类型与负载率的台区电机分类方法,并建立了台区电机群分类聚合模型,能够有效降低模型复杂度。其次采用分类聚合模型研究了配电台区整体电压-功率调节特性,计及了静态、动态和电力电子等不同负荷类型及占比的多因素影响,并以实际农、商两典型行业为特例进行仿真分析。最后提出了配电台区主动调压方法。针对系统无功充足或无功不足两种情形以及台区主要负荷类型,调节电压使消耗有功或无功达到最小,实现系统经济运行。     

低压配电网零线电压分布的研究

我国低压电网用电采用380V／220V三相四线制供电系统。由于零线不与地线直接相连,为了保护用户,防止发生触电事故,通常还需要单设一条地线将用电设备接地。但是很多地方的楼宇住宅没有地线或者地线接地不是很好,在使用电器设备时就存在着一定的安全隐患。在三相负荷对称的情况下,零线与大地电位相等,但是当三相负荷不对称时,零线的电位将出现偏移。本文通过理论分析和Matlab／Simulink软件仿真计算了零线上的电压分布情况,计算结果表明零线上的偏移电压不会超过36V,不会对人体造成危害。在电器设备的设计中虽然零线不能代替地线的使用,但可以用零线当作地线的备用,对低压电器设备的安全运行起到辅助作用。     

Development trend of the permanent magnet synchronous motor for railway traction

Owing to the resent progress in power electronics and permanent magnet materials, a permanent magnet synchronous motor (PMSM) that is lighter, smaller, and more efficient than the conventional induction motor has become realistic as a traction motor. We are making research and development effort on the introduction of the PMSM to rail vehicle traction. The recent development trend of the permanent magnet synchronous traction motor is reviewed. Copyright © 2007 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

Analysis of steep-fronted voltage distribution and turn insulationfailure in inverter-fed form-wound AC motor

As a potential source of turn insulation failure, the steep-fronted voltage at the motor terminal generated by pulsewidth modulation drive switching or cable ringing is not uniformly distributed among the coils of the windings and among the turns of the coils. This paper presents a detailed electromagnetic analysis of the parameters of a transient model of coil and coil group which includes iron loss, skin, and proximity effects. The finite-difference method is applied to solve the model for the interturn and intercoil voltage distributions. The simulation is compared to a simplified lattice diagram analysis and to test results. A turn insulation surge-withstanding capability study is then presented with a flexible insulation test system that models the repetitive steep-fronted voltage stress and temperature stress     

一种可用于高电压的电缆绕组变压器

介绍了一种基于交联聚乙烯电缆绕组的新型电力变压器。与传统的油浸式和干式电力变压器相比,新型电缆变压器具有电压等级高、容量大、阻燃不爆、高环保、安全可靠等特性,因而具有广泛的应用前景。     

基于有限体积法的油浸式变压器绕组温度分布计算

针对变压器内部产热散热的对流换热过程,并考虑到变压器内部系统的非齐次性,采用有限体积法(FVM)将支配流动与传热的控制偏微分方程对微小控制体积积分,构造一组离散的控制方程,结合系统的初始条件和边界条件,求解一类自然油循环电力变压器温度场,仿真计算绕组温度分布.并与实验室温升用试验变压器不同条件下的实测数据进行对比验证,...     

中低压配电网电压优化调整

以提高电压合格率和降低网络有功损耗为目标,通过调整变压器分接头和补偿电容器组,提出一种引对中低压配电网特点的电压优化调整方法。构造隶属度函数对全网电压世行模糊评价,减小数据的不确定性对优化结果的影响;评价结果计入目标函数,将电压约束条件转化为优化目标,即将“必须满足电压约束”转变为“尽量提高节点电压质量”,采用最大和最小2种负荷方式计及较长时间段内负荷的变化。根据灵敏度信息确定电容器补偿位置,通过禁忌搜索求解组合优化问题。实际配电网优化计算结果表明,该方法能以每年几次的调节频率,在负荷的全年变化范围内有效提高电压合格率并降低网络损耗。     

交流牵引电机转子齿部新型轴向通风槽结构

针对目前交流牵引电机转子轴向通风孔存在散热效果欠佳的问题,提出一种新型的转子齿部轴向通风槽结构。通过建立交流牵引电机共轭传热分析求解域模型并对其开展传热分析,得到相应的流体场与温度场分布图,根据该分布图并针对其转子端环与齿部温度偏高的问题,提出一种新型的转子齿部轴向通风槽结构;分析了该新型通风槽结构参数对电机转子散热效果及电机相关性能指标的影响,研究了通风槽最佳结构参数的优化设计方法,并对其效果进行了仿真验证,同时与传统轴向通风孔结构进行了对比分析,结果表明：所提出的新型转子齿部轴向通风槽结构相对于传统轴向通风孔结构,在保持电机相关性能指标基本不受影响的情况下,其转子齿部与端环的温度得以明显降低,从而显著提升了其通风散热效果,对于降低电机总体温升从而延长其使用寿命具有重要意义。     

中压配电网电压等级问题的探讨

在研究和分析我国现行中压配电网现状的基础上,探讨了关于改造和建设我国中压配电网问题,论证了建设20 kV配电网是现代中压配电网的发展趋势,采用20 kV电压等级是改造和建设我国中压配电网的最佳首选.同时,还提出了实施配电网改造和建设应当遵循的原则.     

三次谐波电压注入的五相感应电机SVM-DTC方法

将空间电压矢量调制(SVM)与直接转矩控制(DTC)相结合,并根据集中整距绕组的特点,提出了三次谐波电压注入的五相感应电机SVM-DTC方法.对3种实现三次谐波注入的五相感应电机的SVM-DTC方案进行比较,并通过仿真实验分别予以实现.实验表明,提出的优化控制方案不仅实现了基波和三次谐波电压的闭环控制,并且同时保证了基波和三次谐波磁链的相位关系恒定,能够达到气隙磁密波形为准方波的控制要求.     

大功率永磁辅助同步磁阻牵引电机磁极优化

永磁牵引系统是下一代轨道交通的发展方向,但高速惰行、带速重投和匝间短路等难题阻碍了永磁牵引的应用,永磁辅助同步磁阻电机是解决上述难题的最佳选择。总结了永磁辅助同步磁阻电机的设计方法,设计了3层U型磁障大功率牵引驱动电机,给出了各层磁障对应的极弧系数和磁障张角以及永磁体最佳尺寸比。提出用偏心气隙结合不均匀磁桥对磁极结构进行优化。发现气隙比为1.63时,抑制转矩脉动的效果最佳;而不均匀磁桥不仅可以降低转矩脉动,还使转子的机械强度得到提高。对所设计的380 kW永磁辅助同步磁阻牵引电机的分析表明,所提出的方法可有效地降低转矩脉动。