旋转电枢式水轮发电机电磁参数的有限元计算

为了研究旋转电枢式水轮发电机的电磁参数,本文通过应用有限元方法建立一台10kW旋转电枢式水轮发电机模型机的数学模型,分别应用磁链法和能量法计算了旋转电枢式水轮发电机的电感参数随转子转动的波形,并对两种方法的计算结果进行对比分析。结果显示,磁链法和能量法计算所得的电感参数波形基本吻合,幅值相差不超过5%,从而验证了该计算方法的准确性。     

大型水轮发电机转子温度场的有限元计算及相关因素的分析

随着现代电机制造工业的发展，对电机温度场计算准确性的要求越来越高，该文根据传热学原理建立了水轮发电机转子三维稳态温度场的数学模型，给出了求解域内的基本假设及相应的边界条件，并根据电磁理论确定了各部分的损耗密度，以SF320－48／12800型水轮发电机为例，采用三维等参元法计算了转子一个磁极，半个轴向段的温度场，计算结果与实测结果相接近，采用数值模拟的方法研究了转子迎风面和背风面不均匀表面散热系数比对电机转子中部及端部温度场的影响，以及转子磁极表面的附加损耗对转子温度场的影响，得到了温度场的分布规律，该结果对电机制造人员的通风系统设计和电机运行部们的的温度监测提供了可靠的理论依据。     

采用三相突短路试验的有限元模拟法确定大型水轮发电机的动态参数

本文介绍基于时间步长有限元公式的凸极同步电机模型，它可以对转子运动和外电路元件进行模拟。它用于大型水轮机发电机三相突然短路试验的数字模拟，可确定动态电阻和时间常数与故障前电压水平及饱和度的关系。     

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.     

大型水轮发电机通风发热综合计算

以大型水轮发电机热变形及冷却技术研究为背景,进行了大型水轮发电机转子三维温度场及电机通风系统的综合计算研究,以往在进行大型水轮发电机发热分析时,都是孤立地球解温度场,而很少考虑热源及通风结构与温度及其分布之间的相互影响,文中采用一种综合算法,将电机通风发热联系起来,该研究工作对于提高电机设计制造中材料利用率以及电机运行中的可靠性,具有重要意义。     

大型水轮发电机定子最热段三维温度场的有限元计算

本文用有限元法求解了大型水轮发电机负载时定子最热段的三维温度场。首先列出三维温度场的数学模型及泛函,推导了采用三棱柱单元时的离散格式,接着用网格自动剖分和求解场的源程序计算了二台大型水轮发电机定子最热段的温度分布,并与实测值和用其他方法算出的结果进行了比较。结果表明,本文的方法是正确的,程序是有效的。     

大型水轮发电机定子三维温度场计算

本文双水轮发电机半齿,半槽、半轴向长度为计算区域,用三维有限元法计算定子温度场,以定子各个风沟风速为基础,确定各段铁心散热系数,真正反映出冷却系统类型对温升的影响,以白山电机为例进行了温升计算,并与真机实测值进行了对比;同时本文还做了单段铁心与半轴向的温升对比计算。     

水轮发电机定子三维温度场的有限元计算

建立水轮发电机定子三维温度场计算的数学模型和泛函,用有限元法对水轮发电机定子1／2轴向长度的三维温度场进行求解,得到任意一个截面及沿轴向方向的温度分布曲线。对一台320MW的水轮发电机进行计算。结果表明,定子最高温度值与实测值基本相符。     

大型水轮发电机不完全差动保护的分析计算

本文采用多回路分析法详细计算了两台国产大型水轮发电机的内部故障电流，在此基础上首次讨论了国外某技术咨询公司为我国二滩电站机组差动保护提出的技术方案，即西屋公司在《继电保护的应用》中提出的“带有分相线圈的发电机差动保护”。经分析证明该方案虽有简单的优点，但对某些内部故障可能拒动，因此对于多分支大型水轮发电机应慎用不完全差动保护。     

大型凸极同步电机负载时电枢磁场的有限元计算

本文用有限元法对大型凸极同步电机的负载电枢磁场进行了仔细的计算,得出了b_p/τ=0.4～0.8,δ_(max)/δ=1～3,δ/τ=0.005～0.055这一范围内正弦电枢磁势分别作用在直轴和交轴上时,电枢磁场的基波到19次谐波幅值系数的新曲线,供设计和研究工作者使用.     

一种适于大型水轮发电机磁场计算前处理的新方法

本文在采用微分法生成四边形网格的基础上,实现了大型水轮发电机有限元计算用的三角单元自动生成。在前处理技术中,提出了采用电机定子线圈轮换数进行源区加电流的新方法。     

用时步有限元法计算汽轮发电机直轴瞬态参数

本文时步有限元法计算了汽轮发电机定子在空载情况下三相突然短路时的瞬态电磁场,得到了定子电流随时间的变化曲线,分析了短路后定子电流的谐波分量;讨论了转子阻尼系统用不同的回路数模拟时瞬态参数的变化;并以一台６００ＭＷ汽轮电机为例,阐述了瞬态电抗和时间常数的计算方法。     

磁场调制式磁力齿轮及其有限元计算

为避免机械齿轮振动,或要在分开物体间传递力矩,可以采用磁力齿轮传动装置。设计该磁力传动装置时需要对其设计参数进行精确计算。在电机设计时,使用有限元方法对一种大力矩磁力齿轮——磁场调制式磁力齿轮进行了磁场计算,为设计该磁力齿轮提供了有力的工具。     

双闭环永磁同步电机控制系统时步有限元法的研究与应用

近年来，随着永磁同步电机越来越多的用于伺服控制系统当中，对这类电机的动态性能的研究就显得尤为重要。传统的永磁同步电机动态分析是建立在集中参数数学模型的基础上，由于集中参数本身特别是电感参数是随电机运行而变化的，这就给仿真结果带来一定的误差；同时这种模型也无法计及电机铁磁材料的饱和效应、铁心与永磁体中的涡流效应、电枢反应以及定转子槽之间的相互移动等因素对电机动态性能的影响。而电机场路耦合有限元模型可以很好的克服传统模型的不足。本文给出了完整的永磁同步电机场路耦合有限元模型的建立过程，同时将该模型与控制策略相结合，通过对双闭环永磁同步电机控制系统实例计算分析，验证了本文工作的正确性。     

基于时步有限元的抽水蓄能电机瞬态参数计算方法的对比

为准确计算抽水蓄能电机分别运行于发电及电动工况时的瞬态参数,本文基于单元电机建立了抽水蓄能电机的场路耦合时步有限元模型。采用包络线法得到空载突然三相短路时电机的瞬态参数(简称包络线法),同时用冻结磁导率法得到空载突然三相短路时定转子绕组漏抗及电枢反应电抗,由各瞬态参数定义式得到瞬态参数(简称冻结磁导率法)。将冻结磁导率法计算值与设计值分别代入短路电流解析式中得到短路电流波形,与时步有限元仿真波形相比,冻结磁导率法计算波形与之更为接近。将这两种瞬态参数计算方法应用于实验室6极反装水轮发电机,与实验结果对比验证了两种计算方法的有效性和可行性。     

三段圆弧极靴大型凸极同步电机的稳态电抗计算

介绍了用电磁公式和有限元两种方法计算具有３段圆弧极靴磁极的大型凸极同步电机稳态电抗,并以北京十三陵抽水蓄能电机为例进行了实算。首先,通过直轴和交轴磁场和磁路的计算确定同步抗ｘｄ和ｘｑ;而后通过有限元计算;从负荷运行状态下的磁场中获得同步电抗;最后对不同方法的结果进行了对比分析,并对直,交轴的耦合电抗也进行了分析计算。     

永磁同步电动机双闭环参数辨识自适应控制

针对永磁同步电动机伺服系统,其电阻、转动惯量等参数会发生变化,使系统控制环性能变差的情况,介绍了一种对电阻、电感与转动惯量进行辨识的自适应控制方法。该方法首先辨识电机的电感与电阻,设计电流环;然后采用改进的朗道离散时间递推,提出模型参考自适应算法,辨识转动惯量,设计电压环。仿真与实验结果表明,系统可以快速地跟踪参数的变化,并较之于传统的PID控制,系统的超调量小,速度响应快,具有良好的鲁棒性与稳定性。     

向心式磁极大型凸极同步电机的极间漏磁导及瞬态电抗计算

本文首先用解析法推导了向心式磁极凸极同步电机的转子漏磁导的计算公式,然后介绍了这种漏磁导的有限元法,最后说明了这种结构电机瞬态电抗和瞬态时间常数的计算,并以某电站的抽水蓄能电机为例进行了实算。     

用有限元方法计算矩形母线的集肤效应

以Maxweu电磁场方程组为基础，推导出了矩形母线矢量磁位满足的二维微分方程，并用三角形有限元方法进行了理论分析。在此基础上给出了宽为80mm、厚为10mm系列的铜制母线在50Hz时，孤立导体、单相双导体及三相三导体的集肤效应系数曲线。