大型水轮发电机空载电压波形及谐波的有限元计算

介绍了大型水轮发电机空载电压波形的有限元计算方法.运用二维运动电磁场时步有限元模型与电路耦合模型,考虑铁芯饱和、转子旋转、阻尼绕组端环及阻尼条涡流等多种因素综合影响,对1台840MVA水轮发电机空载电压波形及谐波进行了有限元计算,并将计算结果与解析法和试验结果进行了比较,结果表明,本文的计算结果更为精确.该方法对大型水轮发电机空载电压波形及谐波的精确计算具有重要价值.     

电力发生器空载电势波形的分析

本文针对电力发生器——一种新型高压发电机，采用有限元数值解法，对其样机空载电势波形进行了分析，针对不考虑阻尼绕组影响和考虑阻尼绕组影响两种情况，求取了空载波形畸变率。结果表明，该样机的空载电势波形满足国家设计标准要求。     

大型水轮发电机空载电压波形的分析计算与试验研究

本文介绍了大型水轮发电机空载电压波形的有限元计算方法,运用二维运动电磁场时步有限元模型与电路耦合模型,综合考虑铁心饱和、转子旋转、阻尼绕组端环及阻尼条涡流等多种因素影响,对840MVA水轮发电机空载电压波形及谐波进行了有限元计算和真机试验,并将计算结果与解析法和试验结果进行了比较,结果表明,本文的计算结果更为精确,该方法对大型水轮发电机空载电压波形及谐波的精确计算具有重要价值。     

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.     

计算同步发电机负载电动势波形的转子最小旋转角

为了快速计算同步发电机负载运行时的稳态性能,希望在转子相对定子旋转的角度尽可能小的情况下就能够准确得到电枢绕组电动势波形。根据电机理论,针对分数槽绕组同步发电机负载运行时的气隙磁通密度进行分析,得到了准确计算电枢绕组电动势波形的转子最小旋转角。应用有限元法计算最小旋转角范围内定、转子不同位置下的电磁场,通过对电磁场计算结果进行后处理,得到了定子每个齿磁通在一个或者多个周期的变化波形,从而快速计算电枢绕组电动势波形。对两台不同电枢绕组形式的永磁同步发电机负载电动势波形进行了计算,通过对计算结果进行比较,验证了方法的正确性。在一台电机上进行了实验,计算结果和实验结果较吻合。该方法具有计算准确以及计算量小的优点。     

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。     

凸极同步电机空载电势谐波计算问题

文中改进了空载时主极磁场波形的计算方法;针对大中型凸极同步电机的特点改进了考虑阻尼绕组影响时齿谐波电势计算公式,对苏提出的半经验公式进行了实验验证,阐明此半经验公式不适用于分母为2的分数槽绕组,并根据实验结果提出了修正公式;提出了采用整数槽绕组(q=2、3)和分母为2的分数槽绕组时,阻尼绕组节距的较佳范围。     

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。     

双定子混合励磁同步发电机电磁设计分析及实验研究

针对风力发电用永磁同步电机具有转速随机性较强导致端电压不稳定的特点,设计了一种双定子混合励磁同步发电机,并给出其电磁设计方法.利用三维有限元方法分析励磁电流变化时的电机空载磁场分布,并计算绕组磁链、感应电动势及电感等参数.研制了一台8极27槽样机,测试了发电机内外定子相电动势波形及空载特性.实验结果验证了理论分析的正确...     

贯流式水轮发电机空载电压波形优化与阻尼条发热抑制

改善空载电压波形、降低阻尼条损耗发热是优化电能质量、保障发电机与电网运行稳定性的重要问题。为此,采用调节阻尼绕组节距与定子斜槽措施相结合的设计方案,对1台30MW的大型贯流式水轮发电机空载电压波形和额定负载工况的阻尼条损耗发热进行了优化设计,并利用多层运动电磁场场路耦合时步有限元模型和三维温度场有限元模型进行了分析与计算。结果表明,在合理增大阻尼绕组节距的基础上,结合斜槽措施,既能明显地优化空载电压波形,又能有效地防止阻尼条过热故障的发生。计算结果与实测数据相符合。该研究结果对提高发电机的设计水平并改善发电机与电网的运行稳定性具有参考价值。     

初级永磁型游标直线电机绕组连接及其电磁特性比较

初级永磁型游标直线(LPPMV)电机具有低速、大推力输出特性,特别适用于直线直驱系统。设计合理的绕组连接方式可有效改善电机性能。首先根据电机的运行原理,针对一台6/2极LPPMV电机提出了4种不同的绕组连接方式;其次通过有限元法,比较了LPPMV电机在不同绕组连接方式下的特性,包括空载感应电动势、电感,并在相同铜耗条件下计算了绕组的总质量、电枢电流、推力、铁心磁通密度以及铁耗等,以此得到了不同绕组连接方式下电机的运行效率;最后折中选择了一种绕组连接方式,制造了样机,并通过实验验证了电机的性能。     

一种新型单相磁通反向电机磁场调节分析

针对传统2/3极单相磁通反向电机磁场调节困难的问题,在电机定子轭部开槽增加一组交流励磁补偿绕组来调节磁场。借助于有限元仿真,对比研究该电机空载情况下采用3种不同剩磁感应强度的永磁材料,转子在电枢绕组交链磁通最大位置时的磁力线分布、在不同幅值的交流励磁电流下的气隙磁密和电枢绕组交链磁通的变化,以及电机电枢绕组中感应反电动势。     

定子斜槽十二相发电机-整流系统的非线性二维场-路耦合方程

本文提出了采用二维有限元技术近似计算定子斜槽时电机内三维电磁场的新方法,阐述了其计算原理.基于此方法,建立了考虑定子斜槽时十二相(四Y移15°相带)同步发电机整流系统的非线性二维瞬态涡流"场-路"耦合方程,并对电机内的电磁场以及空载电势波形进行了计算,分析了定子斜槽对齿谐波电势的削弱作用,得出了与谐波磁导分析法完全相同的结论,验证了二维有限元技术计算斜槽电机内电磁场的可行性和有效性.     

无槽环形绕组轴向磁通永磁电机空载反电动势解析

无槽环形绕组有两种类型,即扇形绕组和矩形绕组。针对这两种绕组空间分布对空载反电动势的影响,分别对两种绕组轴向磁通永磁电机的空载反电动势进行了解析推导。在气隙磁密解析计算时,提出通过建立虚拟等效直线电机模型用以计算气隙磁场端部效应函数。为了验证解析公式的正确性,以一台电机方案为例,利用推导的解析公式对空载反电动势进行了计算,与有限元计算结果进行了对比,结果表明解析计算结果和有限元计算结果相对误差小于2.1%,满足工程要求。因此,推导的空载反电动势解析公式可以作为电机设计人员参考使用。     

A Novel Dual-Stator Hybrid Excited Synchronous Wind Generator

This paper presents a novel dual-stator hybrid excited synchronous wind generator and describes its structural features and operation principle. The no-load magnetic fields with different field currents are computed by 3-D finite-element method. Static characteristics, including the flux-linkage and EMF waveforms of stator windings, and inductance waveforms of armature windings and field winding, are analyzed. The simulation results show that due to the dual-stator structure, the air-gap magnetic flux can be easily controlled, while the output voltage can be increased effectively. Tests are performed on the prototype machine to validate the predicted results, and an excellent agreement is obtained.      

同步发电机非线性电阻灭磁仿真研究

同步发电机通常采用非线性电阻灭磁方式,建立了非线性电阻（包括碳化硅和氧化锌）灭磁的Matlab仿真模型。其中考虑了空载特性的非线性和转子阻尼绕组的效应。通过对某水电站的667 MW水轮发电机进行灭磁仿真,最终得出了磁场电流、电压、d轴阻尼绕组电流的变化情况,以及非线性电阻等各部分吸收的磁能和灭磁时间,从而更真实直观地展示了非线性电阻灭磁过程。     

新型机械轴向变磁通永磁同步电机分析研究

为解决传统变磁通永磁电机在基速以上运行可靠性差和调磁困难的问题,提出一种附加机械调磁装置的新型轴向变磁通永磁同步电机。采用有限元法对电机运行于不同转速时的磁场分布进行分析,建立轴向变磁通永磁同步电机三维有限元仿真模型,获得了电机在不同转速下气隙磁密、绕组磁链及空载反电势、电感等电磁特性。分析结果表明:在基速以下时,机械调磁装置不动作,该电机能以大转矩运行;在基速以上时,机械装置相应动作,电机可在宽范围恒功率运行,调磁效果较好。通过制作样机和构建电机系统试验平台,验证了理论分析和设计的有效性。     

3 MW同步发电机阻尼绕组设计与超瞬态电抗性能验证

当一款发电机定转子主要尺寸定型后,转子的阻尼绕组性能是影响发电机超瞬态电抗的最主要因素。在不同的工况下,用户对发电机的超瞬态电抗的性能有不同的要求。通过阻尼绕组的调整基本可实现超瞬态电抗的调整。通过对1台3 MW无刷同步发电机转子阻尼绕组采用不同材质或不同的阻尼条数的设计方案,对超瞬态电抗值进行计算和分析,并通过低电压突然短路测试方式验证了不同方案对超瞬态电抗值的影响,以获得最佳的阻尼绕组设计方案。