同步发电机转子灭磁及合理选配

灭磁装置是励磁系统中至关重要的部分。灭磁方式主要有短弧栅片开关灭磁、逆变灭磁、线性电阻灭磁、非线性电阻灭磁4种。现在使用较广泛的是线性电阻灭磁和非线性电阻灭磁2种。该文主要叙述了灭磁原理和要求以及线性电阻和非线性电阻两种灭磁方案及其选配原则。     

大型发电机组合灭磁方式

在广泛研究现有发电机灭磁方案的基础上,提出一种新型灭磁方案,即线性电阻加非线性电阻组合灭磁.仿真结果表明,该方案克服了线性灭磁速度慢的缺点,同时提高了使用纯非线性ZnO电阻灭磁的可靠性并因此减少了维护工作量.该灭磁方案已被采用到600 MW火电机组中.     

三峡水轮发电机组灭磁方案研究

对三峡机组可能选择的三种灭磁方案（线性电阻灭磁，氧化锌非线性电阻灭磁，碳化硅非线性电阻灭磁）进行了探讨，仿真比较了三者在大电流和小电流下的灭磁情况，并重点研究了两种非线性电阻灭磁方案在三峡水轮机组上的灭磁情况。结果表明，三峡机组若采用线性电阻灭磁，至少需要15s以上的灭磁时间，这无法起到保护机组的作用；而采用非线性电阻灭磁，灭磁时间大约是2-3s，因此非线性电阻适用于三峡机组的灭磁保护。根据研究结果，在三峡电站首期发电机组中，建议采用磁化硅非线性电阻灭磁系统。     

高能正温度系数电阻与氧化锌非线性电阻在灭磁装置中的应用

介绍了用高能正温度系数电阻PTC与氧化辞非线性电阻为主构成的电子换流器与移能器组成的新型灭磁装置的灭磁原理和参数设计方法。该装置可实现灭磁时灭磁开关主触头的无弧分断。它是替代由熔断器和可控硅跨接器组成的无弧建压辅助灭磁方案的最佳选择。     

发电机组灭磁系统中非线性电阻的选用

本文对发电机组非线性电阻灭磁方案进行了探讨。根据 ZnO、SiC 非线性电阻的各自特点,从对磁场断路器选型的影响、灭磁时间的快慢以及安全可靠性等多个方面进行分析比较,从而得出发电机组的灭磁系统选用 SiC 非线性电阻更为适合。     

交流灭磁技术在发电机自并励系统中的应用

介绍几种具有代表性的灭磁保护方案 ,论述双断口磁场断路器配氧化锌非线性电阻灭磁时所需要的换流条件 ,探讨常规灭磁方案所存在的问题 ,推荐一种新型的灭磁保护方案 ,即交流灭磁 ,介绍其基本原理及试验结果 ,论述该交流灭磁方案在大型同步发电机组上应用的可行性、经济性。     

水轮发电机灭磁方式分析

水轮发电机灭磁方式经历了线性常值电阻灭磁方式、自动灭磁开关的消弧栅灭磁方式和非线性电阻灭磁方式。对发电机的常值电阻灭磁方式、自动灭磁开关的消弧栅灭磁方式和非线性电阻灭磁方式进行了原理和性能分析,并与发电机理想灭磁的要求进行了比较,提出采用氧化锌非线性电阻灭磁装置灭磁的必要性。     

交流灭磁技术在发电机自并励系统中的应用

介绍几种具有代表性的灭磁保护方案，论述双断口磁场断路器配氧化锌非线性电阻灭磁时所需要的换流条件，探讨常规灭磁方案所存在的问题，推荐一种新型的灭磁保护方案，即交流灭磁，介绍其基本原理及试验结果，论述该交流灭磁方案在大型同步发电机组上应用的可行性、经济性。     

非线性电阻用于灭磁和转子过压保护十年的回顾与展望

回顾了运用氧化锌（ＺｎＯ）非线性电阻技术,解决大型汽轮发电机灭磁、转子绕组过电压保护两个关键问题的原因和经过。着重介绍了非线性电阻灭磁的两个方案,以及在理论研究方面所取得的进展。     

大型发电机灭磁及转子过电压保护

直流电感性负载的大电流开断技术,长期以来一直是电力领域一项难以攻克的堡垒,文章叙述了有关发电机灭磁的技术要求,并对目前国内外采用的灭磁方案进行比较。重点介绍了以高能PTC材料为主的高科技电子组合开关配合非线性电阻灭磁的动作原理,及其在转子过电压保护中的应用,它摒弃了不可靠的换流器件及复杂的控制电路,提出了一种新颖可靠的发电机灭磁方案,较好的解决了大型发电机励磁系统的磁断路技术。     

小能量试验推算碳化硅灭磁电阻满足温度条件的方法

供货商提供了碳化硅灭磁电阻必须满足的能量条件和温度条件,试验发现碳化硅灭磁电阻温度分布极不均匀,温度条件成为决定性条件.文中根据实验室碳化硅灭磁电阻灭磁试验得到的大、小能量冲击下碳化硅灭磁电阻耗能与表面最大温升之间的关系,提出了采用现场发电机空载额定灭磁试验数据推算最严重灭磁情况下碳化硅灭磁电阻是否满足温度条件的方法,并提供了推算实例.     

进口SiC灭磁电阻存在问题及控制和检验措施

在总结我国大、巨型引进SiC灭磁电阻在运行、事故灭磁、试验灭磁中出现的故障事故共同特点的基础上,结合国内有关单位联合针对引进各种型号SiC所作性能试验成果，提出在招标、出厂验收、现场试验验收中加强对引进SiC的均能系数和温度系数，加强质量控制检验的技术措施。     

基于新型探测线圈的永磁电机转子失磁故障在线监测方法

在永磁同步电机(PMSM)靠近定子侧的气隙中布置特殊节距及联接方式的新型探测线圈,转子局部失磁故障会在其端口引起特定频率的交流电压,理论上可作为转子失磁故障的判据。由于电机实际运行中转速的波动和采样频率的限制,采用传统信号处理方法难以准确提取探测线圈电压采样信号中的故障特征频率,可能会将转子失磁故障误判为定子内部短路故障。因此提出借助现代功率谱估计算法中的最小二乘旋转参数不变估计结合模拟退火算法,即使在转速扰动造成非整周期同步采样的情况下,也能够准确计算出探测线圈电压监测信号中各种分量的实际频率和有效值等,在此基础上提出了一种PMSM转子局部失磁故障的在线监测方案。通过样机实验,验证了这种在线监测方案的可靠性和灵敏性,为PMSM的安全运行提供了更完善的保障。     

复合结构混合永磁电机抗退磁性能分析及优化

针对传统稀土永磁电机的稀土永磁材料用量高的问题,本文提出一种由钕铁硼和铁氧体混合永磁的交替极加局部Halbach结构的少稀土永磁同步电机,分析了该复合结构混合永磁电机的结构特点。比较分析了该电机与传统一字型钕铁硼稀土永磁电机的电磁性能,并依据退磁特性建立了该电机的局部退磁有限元模型,通过磁路耦合联合仿真对电机多运行工况进行了仿真,针对高速弱磁和变载运行工况下电机局部退磁的性能损耗,以提高永磁体工作点和降低退磁率为优化目标,给出了该电机的抗退磁优化设计方案。仿真结果验证了所提电机结构的合理性,电机抗退磁性能较优化前提升了10.3%。     

Dynamic Irreversible Demagnetization Behavior of Line-start Permanent Magnet Synchronous Motors in the Starting Process

In the starting process of line-start permanent magnet synchronous motors, the relative lower flux density of the working point may cause irreversible demagnetization of permanent magnets. To research the dynamic irreversible demagnetization behavior, this article presents a sloped linear demagnetization model based on the time-stepping finite-element method. In this model, a new searching algorithm is used to quickly update the recoil line and the effective coercivity of each permanent magnet element so that the dynamic irreversible demagnetization effect can be considered effectively. Then the relationship between the demagnetization field and the rotor speed is studied, and the operation performances of the line-start permanent magnet synchronous motor after demagnetization in the starting process with different load conditions are compared. It is shown that the demagnetization field becomes larger with the rise of the rotor speed, and the demagnetization is more severe after a longer starting process with a larger load. Finally, the experimental validation on the characteristics of the dynamic irreversible demagnetization is performed by a line-start permanent magnet synchronous motor with a special rotor structure.     

无刷直流电动机转子退磁故障的检测方法

为了研究无刷直流电动机的转子退故障,基于Ansoft/Maxwell软件平台,设置转子退磁故障,建立求解电机反电动势的有限元模型;基于Ansoft/Simplorer软件平台,建立无刷直流电动机系统的仿真模型.在电机稳态运行下,对定子电流进行傅里叶分析,研究并建立基于定子电流监测转子退磁故障的仿真模型:退磁故障与特征频率的关系、退磁故障程度与特征频率幅值的关系.进一步,采用基于转矩常数估计的方法对无刷直流电机的转子退磁故障进行监测.仿真结果表明,在转速波动较小时采用定子电流分析法的效果更好,在转速波动较大时,采用转矩常数估计法可以在线监测无刷直流电动机转子的退磁故障.     

换流变压器交流消磁及验证装置的研究

为解决传统交流消磁设备存在消磁时间长及所需电压高的问题,在分析换流变压器剩磁产生及传统消磁原理的基础上,基于改进的交流消磁法,采用SPWM波来控制消磁电压的频率,实现精确调节消磁电流的目的。研制了换流变压器消磁装置,搭建试验回路进行消磁测量,通过测量环形铁芯的励磁电流,验证消磁装置的消磁效果。试验结果表明,对换流变压器铁芯加载正弦激励电压后,励磁涌流明显降低,体现了消磁装置的有效性,为电力换流变压器中的剩磁研究提供一种新的测量及消磁方法。     

Nd-Fe-B磁体退磁曲线方形度与烧结过程的关系

定量描述了Nd-Fe-B磁体J-H退磁曲线方形度与烧结过程的关系,分析了相对密度、晶粒尺寸及其分布对磁体J-H退磁曲线方形度的影响规律.提高相对密度、减小平均晶粒尺寸并使晶粒尺寸分布均匀,是磁体J-H退磁曲线具有良好方形度的必要条件.磁体相对密度降低或平均晶粒尺寸增大,皆不利于J-H退磁曲线方形度的改善;出现异常大晶粒则使J-H退磁曲线方形度严重恶化.当相对密度低于约98.5%时,相对密度对磁体J-H退磁曲线方形度的变化起主要作用;当相对密度高于约98.5%之后,平均晶粒尺寸对磁体J-H退磁曲线方形度的变化起主要作用.     

一种具有抑制匝间短路失磁能力的永磁同步发电机

绕组匝间短路故障是永磁同步发电机(PMSG)最为常见的故障之一,容易造成永磁体的不可逆失磁。为了解决失磁问题,提出了一种具有抑制匝间短路下不可逆失磁能力的特种PMSG。首先介绍了发电机的特殊结构,紧接着通过数学模型推导出抑制失磁的原理。利用Flux软件建立发电机的模型,对发电机在运行过程中突然发生的匝间短路故障进行仿真。以永磁体各点在短路过程中出现的最小磁密值是否低于相应温度下退磁曲线的膝点磁密值为判断依据,分析得到发电机在不同短路故障下永磁体的失磁情况,从而验证了抑制失磁的可行性。