三电平六相同步电机变频调速技术研究

中压逆变技术是大容量变频调速的首选方案,但受到功率器件耐压等级和导通电流的限制,仅仅依靠中压逆变技术来进一步提升调速系统的容量已经变得非常困难。多相电机是实现大容量传动的又一途径。该文以这两种技术为研究背景,探索结合中压逆变技术和多相电机技术的调速方案：文章在三相同步电机矢量控制的基础上扩展建立了六相同步电机的气隙磁通定向矢量控制方法和六相同步电机的气隙磁链观测技术;文章将六相逆变器分解为两个三相逆变器来控制,从而简化了六相三电平逆变器的空间矢量调制和中点电位平衡处理。作者利用这些技术设计开发了"690V/ 200kW三电平六相同步电机变频调速装置",并在该装置上进行大量动态和稳态实验研究,取得良好的运行效果。     

六相双Y移30°感应电机稳定性分析

以六相双Y移30°感应电机为对象,从建立电机数学模型入手,导出状态空间方程,应用特征值稳定判据分析多相感应电机的稳定性。该方法适合线性化的系统在稳定工作点附近微小振动的稳定性分析。针对电机定、转子参数和转动惯量的变化,对系统稳定性进行实例计算和分析。     

采用气隙磁链定向控制的十二相同步电动机数学模型

通过对采用气隙磁链定向控制的十二相同步电动机的深入分析，分别得到了十二相同步电动机在abc坐标系、dq坐标系以及气隙磁链定向的MT坐标系的数学模型。本文建立的十二相同步电动机数学模型可用于该类调速系统运行性能的仿真研究。     

交交变频器-多相同步电动机稳态和似稳态等效电路模型

在分析交交变频器-多相同步电动机调速系统运行的基础上,提出将多相同步电动机的d、q轴变量分解为低频分量(含非周期分量)和高频分量分别加以处理,并忽略转子回路对高频分量的电阻和阻尼绕组对低频分量的作用的分析方法,建立了适合于交交变频器-多相同步电动机系统稳态和似稳态分析的等效电路模型.试验结果证明了该模型的正确性.     

无刷双馈调速电机的混合坐标数学模型

提出了一种无刷双馈调速电机的混合坐标系数学模型,该模型将定子功率绕组与转子绕组变换为静止坐标系下的d q 0系统,定子控制绕组采用静止的a b c三相系统,从而使定子控制绕组物理变量直接与变频器及其有关的网络方程联立求解,为变频器-无刷双馈电机调速系统仿真计算提供了有力的理论工具。     

六相同步发电机的稳态电磁参数

从Park方程的基本原理出发,建立了六相同步发电机的基本方程,得到了六相同步发电机的d轴等值电路和q轴等值电路。等值电路中的综合互感抗体现了六相同步发电机2个Y之间的磁耦作用,由电枢反应电抗和综合漏互感抗2部分组成。通过对六相同步发电机单Y运行(另一Y开路)和双Y运行的分析,得出双Y运行同步电抗为2倍的单Y运行同步电抗与单Y自漏抗之差。以空载短路试验的实例,测试了六相同步发电机特性曲线,以及d轴同步电抗、自漏抗和短路比。从电磁理论分析和实际运行特性2方面,验证了六相同步发电机的稳态电磁参数。     

十二相同步发电机降阶等效模型研究

十二相同步发电机整流系统能够提供高品质直流电能,但是发电机模型复杂,解析分析困难。为此,推导了十二相整流发电机的等效三相降阶模型和状态空间平均模型,简化了模型复杂程度,提高了仿真计算效率。等效三相发电机模型能够同时适用于大、小扰动,经突加突卸负载、调整励磁电压以及突然短路验证,能够正确反应十二相电机运行特性。状态空间平均模型在小扰动时能够准确模拟十二相电机计算结果,进一步提高计算效率,并为整流发电机系统的理论分析奠定了基础。最后,在PSCAD中建立了十二相电机的三相等效模型和平均模型,通过对其进行大、小扰动仿真对比,验证了降阶后模型的正确性。     

基于新均流技术的多相同步整流电源研究

多相同步整流技术因具有诸多优点而成为实现现代超导电源的优选.实现该拓扑的主要问题是要实现并联各路输出电流的均流.详细分析了均流问题产生的原因,提出了RC谐振式无损电流测量方法,讨论了该方法的具体实现.最后简要介绍了均流环并联方式的控制拓扑结构.     

六相同步风力发电机双空间矢量脉宽调制电流脉动分析

双空间矢量脉宽调制(SVPWM)是六相同步风力发电机数字控制系统中最容易实现的一种调制策略,电流脉动是衡量调制策略电流波形质量与电机发热特性的重要指标。文中对双SVPWM调制电压矢量在矢量空间解耦坐标系中的映射特性进行分析,并指出电流脉动的原理。利用数值分析方法对单个基波周期内的谐波畸变因子(HDF)与电流脉动进行数学推导。利用最大脉动电流逆向推导的方法,得到电抗器选型参数,此选型方案简单快捷,无需繁琐的分步仿真分析。最后,通过仿真和实验结果与数值推导结果进行对比,验证了电流脉动数学推导与电抗器选型的有效性。     

无刷双馈电机工作原理和数学模型的研究

无刷双馈电机作为一种新型的交流调速电机,在风力发电和水力发电中都有很好的发展前景。本文介绍了该电机的工作原理,分析了该电机的两种数学模型-三相静止坐标系中的数学模型和d-q坐标系中的数学模型,并在d-q坐标系数学模型基础上搭建BDFM的Matlab/Simulink动态仿真模型,通过一系列的仿真验证了数学模型的正确性,为以后对该种电机进行深入的研究奠定了基础。     

新型混合励磁同步电机的数学模型与等效分析

为改善高速永磁电机磁场调节困难的问题,提出一种新型混合励磁电机,转子上既有永磁极又有铁心极,磁路呈现典型的径向、周向和轴向三维特性,难以直接用解析法求取电感参数。根据新型混合励磁电机的磁路特点,提出一种等效分析方法,将复杂磁路的混合励磁电机等效为三种二维磁路电机轴向并列叠加。为了提高新型混合励磁电机电磁设计与性能分析的效率,推导了其数学模型与电感参数表达式。对一台10 k W混合励磁原理样机进行了有限元分析与实验研究,结果验证了所提数学模型与等效分析方法的正确性,为该类电机的设计和优化提供了理论支撑。     

一种新型六相双Y同步电机数学模型的分析和研究

通过分解六相双Ｙ同步电机数学模型，使之转化为等值三相同步电机、理想移相变压器和特定支路的复合等值电路模型；并对模型参数间转换进行了定量分析，从而可以将六相双Ｙ同步电机转变为复合等值电路的研究。运用ＥＭＴＰ程序对六相双Ｙ电机的复合模型进行仿真计算，其结果与实验结果较好地吻合。     

双九相储能电机系统性能研究

双九相储能电机是一种新型的多相电机,且工作过程一直为动态过程,难以采用传统解析方法进行详细研究,所以采用数值计算的方法分析双九相储能电机系统动态过程是十分必要的。首先以双九相储能电机为研究对象,建立了其dq0坐标系的数学模型,阐述了电机内部多相绕组之间电磁耦合关系,进而采用隐式梯形迭代算法建立了其数值仿真模型,在PSCAD/EMTDC中构建了完整的双九相储能电机系统仿真模型并进行了仿真计算。通过与实验室的小型原理样机的动态试验数据对比,验证了所建仿真模型的正确性,为工程样机的各种性能分析和含有双九相储能电机的系统分析计算提供参考。     

同步电机三相对称负载突然拉开瞬态过程的数学模型

本文导出了同步电机三相对称负载突然拉开，电机端电压与励磁电流在瞬态过程中解析表达式。这个结果将有助于人们用更简单的参数最优化的方法判辨电机的瞬态参数。     

同步发电机励磁绕组匝间短路故障稳态数学模型及仿真

励磁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、振动加剧等.为实现故障在线监测与保护,需准确快速计算故障电流等电气量.应用交流电机的多回路理论,基于对故障时定、转子电流稳态特征的分析,得到各回路电流的稳态表达式;根据同频率量相等的原则,将稳态时的微分方程组转化为线性代数方程组,得到励磁绕组匝间短路故障的稳态数学模型;利用高斯消去法可直接求得所有回路电流中各种交、直流分量的稳态解,快速实现故障的稳态计算.对一台12 KW、3对极的隐极同步发电机进行了空载时励磁绕组匝间短路实验,稳态仿真结果与实验吻合较好.该方法可比暂态仿真减少90%的计算时间,为同步发电机励磁绕组匝间短路故障的监测与保护奠定了基础.     

变频器供电转子磁极外贴式同步电动机的数学模型

本文对转子磁极外贴式同步电动机的数学模型进行了较为深入的研究。讨论了定子dq0坐标系统的磁链和参数,建立了定子绕组的电压方程、功率和转矩方程,对电动机起动性能进行了计算机仿真,所得结果令人满意。     

电力系统仿真分析中几种同步发电机数学模型的比选

本文针对电力系统仿真分析中几种常用的同步发电机数学模型进行了深入的研究和比较,通过采用电力系统分析综合程序EPRI-7节点系统进行了仿真分析。结果表明采用不同的导出模型和同一导出模型不同阶次的发电机数学模型时,系统的稳定性是有差异的。在同一故障下,采用阶数越高的同步发电机数学模型,系统的稳定性水平越高。最后,论文给出了一般情况下电力系统仿真分析中同步发电机数学模型的选择方法。     

双机械端口电机双同步坐标系控制

在对双机械端口电机的原理进行分析的基础上,建立其双同步坐标系数学模型,并根据该模型提出其在双同步坐标系下的控制策略,同时给出了混合动力电动汽车中车辆总成控制与双机械端口电机控制系统、其他系统的配合关系,通过试验验证了双机械端口电机控制器及其控制策略对双机械端口电机传动系统进行连续平滑调速的可行性。     

使用辨识得到的运算电感模型估计同步发电机d轴等值电路参数

提出了一种利用辨识得到的运算电感模型确定同步发电机d轴等值电路参数的方法。由于辨识得到的运算电感模型的参数通常带有误差,直接根据解析公式求取的等值电路参数值可能远离其真值。为获得较为准确的等值电路参数值,首先将用解析公式计算得到的等值电路参数值作为初值,然后基于发电机的混合状态模型,用预测误差法对等值电路参数进行估计。数值仿真的结果验证了本文所提方法的有效性。