双馈风力发电机转轴静强度及疲劳校核分析

对某型号双馈风力发电机转轴进行了静强度及疲劳校核分析。通过静应力分析,明确电机转轴的应力水平和分布状况,找出潜在的危险部位,分析转轴的疲劳强度;通过静强度校核,明确电机转轴在不同载荷工况下的设计裕量和安全系数,验证转轴是否满足发电机低电压穿越的要求;通过疲劳强度校核,给出转轴的疲劳安全系数;对转轴的不同结构工艺进行比较分析,找出最优的工艺结构;比较分析不同材料对转轴疲劳强度的影响,找出性价比最优的转轴材料。电机转轴静应力仿真分析流程和疲劳校核仿真分析方法为电机的科学合理设计提供理论依据。     

双馈风力发电机转轴材料疲劳性能试验及数据分析

对FYKS02水冷双馈风力发电机转轴材料进行了疲劳性能试验,通过对试验数据的分析,确定转轴材料的疲劳强度.该试验结论将为FYKS02水冷双馈风力发电机各个零部件的疲劳强度分析,及校核、验证各零部件能否满足发电机低电压穿越的强度要求提供试验依据.     

双馈风力发电机转子槽楔强度的校核分析

在风力发电电力系统中,低电压穿越时,通过风力发电机转子线圈的电流会上升到额定电流的10倍左右,可能会导致发电机某些机械部件的损坏或机械寿命的缩短。很多专家学者和技术人员都对风力发电机低电压穿越时,发电机机械部件的承受能力及是否受损进行研究分析。以1.5 MW双馈风力发电机为例,利用Workbench软件,对其转子槽楔的机械结构强度进行静强度分析,以验证转子槽楔结构强度是否满足发电机低电压穿越的要求。该文为电机槽楔静强度仿真分析提供了分析路径和分析方法,为电机的设计提供重要的理论依据。     

高速异步电动机转轴的疲劳特性分析

基于Ansys多物理场仿真软件平台,对高速异步电动机的转轴进行疲劳特性分析,校核高速异步电动机转轴的疲劳强度和高速运行的可靠性,预测电机转轴的寿命;分析电磁力对转轴疲劳寿命的影响,判断疲劳特性的类型。对比分析作用于电机结构的电磁力波频率、幅值和电机转轴各阶模态的固有频率,校核电机转轴的强度。在转轴不会因电磁振动发生断裂的前提下,将电磁力等效为静应力分析转轴的疲劳特性,校核电机轴在电机寿命周期内是否会发生短周疲劳损坏;并采用凹圆角设计进一步提高转轴的结构可靠性,提高电机的转轴寿命。     

双馈风力发电机运行原理分析

双馈风力发电机由于其的优点,己成为并网型风力发电机的主流机型之一。从交流电机的基本理论出发,对双馈风力发电机的电磁关系进行了详细的阐述,得出了双馈风力发电机的等效电路图及相量图,分析了双馈风力发电机的能量传递关系。为以后双馈风力发电机的控制研究及设计研究打下了基础。     

1.5MW双馈风力发电机内流体场分析

为了阐明双馈风力发电机内部流体流动特性,以一台1.5 MW双馈风力发电机为研究对象。根据电机结构及冷却方式,在基本假设的基础上,建立了发电机多维流体与固体耦合直接求解电机温度场的求解模型。通过边界条件的施加,采用有限体积元法对其进行了数值求解,并将温度计算结果与实验结果进行对比分析,验证了求解方法及求解模型的正确性。最后,对发电机定、转子域内冷却介质(水和空气)的速度、温升及运动迹线等流变特性进行分析,揭示了大型双馈风力发电机内部冷却介质性能变化规律。     

MW级双馈风力发电机槽型设计研究

本文分析了MW级双馈风力发电机的槽型设计特点,然后从嵌线工艺和电机性能的角度论述了双馈风力发电机的槽型设计方法,推导了槽口系数及空载附加损耗的计算公式;同时采用有限元分析软件Maxwell 2D研究了不同槽型组合下发电机的输出性能,尤其是发电机的电磁场、空载电压波形及谐波分布、损耗等;最后通过试验对比验证了仿真结果的正确性,为双馈风力发电机的优化设计提供了参考。     

MW级双馈风力发电机电磁场分析

基于有限元法对一台1.5MW双馈风力发电机进行了建模,基于电磁场相关理论,对风力发电机正常工作时电机的磁场进行了计算和分析,得到了发电机运行时不同时刻电机内磁场的分布,通过分析与研究,确定并分析了发电机定、转子磁密最大值出现的位置和原因,并对谐波磁场进行了定量表征,为MW级风力发电机的开发提供了理论参考。     

大型交流励磁双馈风力发电机的设计

针对交流励磁双馈风力发电机内部电磁关系既不同于同步电机亦有别于异步电机所带来电磁设计方面差异的问题,对此类电机的电磁设计进行研究,推导出电磁计算公式.运用等效磁路法设计额定功率1.5MW的交流励磁双馈风力发电机,绘制出该电机的运行特性曲线.将设计结果与工厂样机的实验数据进行对比分析.结果表明:电机的极数、定转子槽数的合理选择可以降低电机的材料使用,节省成本,有助于交流励磁双馈风力发电机运行性能的改善.     

无刷双馈风力发电机的设计、分析与控制

无刷双馈发电机是一类具有两个交流馈电端口和一个公共机械端口的新型发电机。该类电机易于实现变速恒频运行;由于去除了传统双馈发电机中的电刷集电环,具有可靠性高、维护成本低等优点,同时便于实现有功和无功的近似解耦控制,因而被认为是最有希望取代现有双馈发电机的一种电机类型。该文介绍了现有无刷双馈发电机的基本结构与工作原理,总结了它们的共性特点和个性差异以及当前研究中存在的问题;从电机设计角度对比分析了三种主流无刷双馈发电机的功率密度和转矩密度;对其分析设计方法和控制策略进行了综述,讨论了不同无刷双馈发电机在控制上的统一性;基于对无刷双馈电机设计、建模与控制方面的研究,提出一种可以改善功率密度的新型双定子无刷双馈风力发电机结构,并就独立运行和并网运行两种不同工况提出了相应的控制策略,给出了实验结果。最后对该类电机的应用前景和发展方向进行了展望。     

双馈异步发电机的工作原理及电磁设计

双馈异步发电机是结合了异步发电机和同步发电机优点的一种发电机。它在风力、水力等发电领域有广泛的应用前景。该文分析了双馈异步电机基本工作原理,给出了其电磁设计的特点,包括确定电机的计算功率及主要尺寸电机的电磁负荷及转子励磁电压等。     

双馈风力发电机低压穿越工况下的电磁场分析

随着双馈风力发电机大量的应用,风电机组的低压穿越情形越来越频繁,低压穿越工况对风力发电机早期故障的影响越来越引起人们的注意,人们迫切需要知道在低压穿越过程中电机内部的电磁场的变化情况。利用Matlab软件建立双馈风力发电机低压穿越模型,仿真得到整个低压穿越过程中电机内部的电流值,并将得到的电流值加载到由ANSYS软件建立双馈风力发电机模型中,利用ANSYS软件对整个低电压穿越过程中双馈风力发电机内部的电磁场进行仿真。     

大功率双馈风力发电机内部流变特性数值仿真

针对发电机的通风结构及其内部流体的流动特性对电机内热量的传导以及运行性能具有很重要的影响,以一台3MW双馈风力发电机为例,根据流体力学以及传热学理论,建立三维流体场与三维温度场耦合的求解域物理模型,采用有限体积法对其进行数值求解,在利用发电机的整体温升对研究方法及计算结果进行校核的基础上,对发电机内不同冷却介质的速度、...     

双馈风力发电机三相短路状态下的参数辨识

双馈风力发电机转速大多采用矢量控制进行控制,为了给矢量控制提供更精确的电机参数,运用最小二乘回归方法研究了双馈风力发电机三相短路状态下的参数辨识方法。研究发现三相短路电流中存在直流分量、交流基波分量和交流谐波分量,各分量的变化规律由双馈风力发电机的参数、转差率及转子励磁电压决定;将各电流分量分离,与三相短路电流表达式对比即可辨识出电机内部参数。1.5 MW双馈风力发电机的仿真数据验证了辨识方法可行,且具有较高的准确性。     

双馈风力发电机三相短路电流分析

为了研究双馈风力发电机组的低电压穿越控制问题,分析了双馈风力发电机定子端三相短路时短路电流的产生机理,给出了双馈风力发电机在空载同步转速条件下的定转子短路电流的近似解析表达式.在此基础上,根据双馈风力发电机内部的电磁关系,分析了发电机故障前不同转速、输出有功功率及无功功率等运行状态对双馈发电机短路电流的影响.在理论分析的基础上,建立了3 MW双馈风力发电机的模型,对发电机定子端三相短路故障状态进行了仿真研究.仿真结果表明:通过定转子短路电流的近似解析表达式和发电机故障前的初始状态可以有效对双馈发电机短路电流进行定性分析,为进一步研究双馈风力发电机的低电压穿越能力提供了理论依据.     

双馈风力发电机槽配合对散热影响分析

随着风力发电市场竞争加剧,需对机组各部件进行成本控制.目前市场中占比最大的为双馈式机组,双馈风力发电机为双馈式机组的主要部件,故需对电机进行成本控制,而影响电机成本的因素主要为绕组温升.本文介绍双馈风力发电机设计时定、转子不同槽配合对电机温升的影响,利用分析软件对不同槽型配合方案进行通风散热分析,并结合电机试验数据进行温升对比,得出散热更加合理的槽配合方案,提高电机性价比.     

2MW双馈式风电机组最大功率追踪控制研究

目前,以双馈感应风力发电机(DFIG)为主的风力发电机组在电力系统中所占比例比较大.本文通过对风力机功率特性和双馈式风电机组最大风能追踪的研究,在分析双馈发电机数学模型和有功、无功功率解耦控制的基础上,应用PSCAD/EMTDC对2MW双馈感应风力发电机进行系统建模,建立了基于发电机定子磁链定向矢量控制的双馈风力发电系统最大功率追踪系统模型,通过变桨距控制与控制有功功率来间接控制DFIG的转速获取最佳输出功率,分析仿真结果,验证控制策略的可行性     

双馈风力发电机机端三相短路电流分析

为研究双馈风力发电机的低电压穿越问题以及风电场的继电保护问题,分析了双馈风力发电机在空载同步转速下机端发生三相短路时定、转子短路电流的近似表达式.在此基础上,从双馈风力发电机内部的电磁关系出发,分析了电压跌落程度、无功功率、转速等运行状态对双馈发电机短路电流的影响,并以0.85 MW双馈风力发电机直接接入电网为例进行仿真研究,其结果验证了双馈机机端发生三相短路时定、转子电流的暂态特性,由此也为研究双馈机低电压穿越能力及风电场继电保护问题提供了理论依据.     

双馈风力发电机振动故障分析和实例处理

通过实例介绍了WM级双馈风力发电机的几种常见振动故障特征和振动超标的主要原因,针对问题的症结来进行分析,从电机生产制造现场和客户电机运行作业现场两处源头上讨论和提出了一些切实有效的解决方法和具体措施,从对中找正、动平衡、机座焊接加工及轴配合等误区中找到答案,为以后更准确的诊断双馈风力发电机振动故障和分析同类型电机振动问题提供解析参考。     

基于灵敏度分析的双馈电机短路电流简化计算

双馈风力发电机(DFIG)在低电压穿越(LVRT)过程中,常常会在转子侧投入Crowbar电阻。Crowbar电阻的投入会对双馈风力发电机的暂态过程产生重要影响,因此双馈风力发电机的短路电流计算应计及Crowbar电阻值。推导了计及Crowbar电阻的三相短路电流计算模型,并通过仿真验证了该模型的准确性。考虑到该模型是一个包含多个参数的复杂非线性模型,在对电机各参数灵敏度分析的基础上利用多元线性回归,推导了短路电流最大值的简化计算公式。仿真分析表明,该公式的误差在工程可接受的范围内,研究结果为双馈风力发电机三相短路电流最大值的计算提供简单实用的方法。