考虑谐波及集肤效应的电工钢片旋转异常损耗计算与测量

为了准确计算电工钢片的旋转异常损耗,根据谐波分析原理对建立的电工钢叠片有限元模型进行时步有限元仿真;基于旋转铁心损耗计算模型,通过考虑涡流集肤效应对旋转损耗系数的影响结合钢片在中低频率下的损耗测试获得叠片损耗计算的关键系数,间接求得电工钢片中旋转异常损耗的计算式。利用构建的新型三维磁特性测试系统对典型电工钢叠片样品进行椭圆形旋转与交变励磁方式下的宽频铁耗实验测量,并定量地进行了对比与分析。结果表明:2种励磁方式下叠片损耗的变化规律相类似,但其椭圆形旋转各损耗都要比交变时的对应损耗大,必须认真考虑谐波、集肤效应和旋转励磁等对材料特性的影响;所计算出的旋转异常损耗也是相对较小,在1 k Hz时也未占到旋转总铁耗的5%。从而验证了所推导出的计算式和测量手段的正确性与可行性。     

基于J-A模型的电工钢片磁致伸缩特性模拟与实验

电工钢片的磁致伸缩现象是引起电机、变压器铁心振动的一个重要原因。磁致伸缩特性与铁心的磁化方式密切相关。电机定子铁心存在大量旋转磁场,相比于交变磁化,旋转磁化会引起更大的磁致伸缩应变,准确模拟旋转磁化下电工钢片的磁致伸缩特性是实现电工产品性能优化的前提和基础。该文借鉴Jiles-Atherton(J-A)磁滞模型对磁化过程中磁畴畴壁移动和磁矩转动而产生滞后行为的表征方法,提出一种能够描述旋转磁化下磁致伸缩正应变和剪切应变矢量、滞后特性的磁致伸缩模型。基于电工钢片旋转磁特性测量系统提供的特性数据,采用粒子群优化算法实现了模型参数辨识,并验证了模型的准确性。制作并搭建硅钢叠片铁心局部磁致伸缩特性测量系统,给出了所提磁致伸缩模型计算铁心磁致伸缩形变的具体过程,通过与测量结果的比较,进一步分析了所提理论模型的有效性。研究表明,旋转磁化下电工钢片磁致伸缩具有滞后行为,该文从磁化机理角度提出的磁致伸缩模型可以有效地表征这种特性。     

谐波电流对换流变压器绕组损耗及温度分布特性的影响

针对谐波电流引起的换流变压器绕组局部过热、绝缘老化加速的问题,该文对现有绕组温度计算模型进行了改进,并采用电磁-热-流多物理场耦合的方法定量分析了谐波电流对绕组损耗和温度分布特性的影响规律。结果表明,采用该文提出的计算模型,绕组热点和平均温度与实测结果的误差分别为0.4%和2.9%,辐向油道内油流质量流量和线饼温度的分布规律与参考文献十分吻合。基波工况下,受涡流效应的影响,绕组端部附近2～3个线饼以及辐向内侧线饼单元的损耗明显较大。相比于基波工况,谐波电流不仅使各线饼的损耗增大,同时加剧了端部和辐向内侧线饼单元的涡流效应,使端部和辐向内侧线饼单元损耗显著增大,导致绕组温度沿辐向分布不均匀,热点集中在绕组辐向内侧,热点和平均温度分别升高了8.6℃和3.5℃。     

时间谐波对永磁屏蔽电机损耗及效率特性的影响分析

为解决永磁屏蔽电机屏蔽套损耗大、电机系统效率低、变频器载波频率难以选择等问题,本文以一台2kW,6000r/min的永磁屏蔽电机作为研究对象,通过搭建Simulink和Ansys EM联合仿真模型,对不同载波频率及调制比条件下电机气隙磁密分布,损耗特性及电机系统效率进行了研究,获得了永磁屏蔽电机系统效率最优的载波频率选择范围。该研究不仅可以为变频器供电永磁屏蔽电机的设计及使用提供理论参考,还具有一定的工程实际意义。     

谐波放大对配电电缆的损耗影响分析及谐波抑制技术研究

以配电电缆为研究对象,基于电路理论建立电缆的单位等效电路,计算了配电电缆的等效电路参数,建立了配电电缆的谐波阻抗模型,分析了电缆漏电容对谐波电流的放大机理,利用Matlab仿真得到了谐波电流放大倍数随电缆长度和谐波次数的变化曲线,从曲线可以得出,曲线的极值点即为并联谐振点;分析了谐波电流放大下的电缆损耗,从电阻损耗和介质损耗两方面展开分析,考虑了谐波电流下的趋肤效应和邻近效应;最后,分析了适合配电电缆系统的谐波抑制方案。本文对配电电缆的谐波阻抗模型和谐波电流放大机理的分析对于避免电缆线路发生谐振有一定的指导意义。     

谐波对电力电缆线路损耗的影响

介绍谐波产生的原因和基本原理,对高次谐波引起电力电缆电阻损耗、线路介质损耗和三相四线制电缆线路损耗分析,表明可以通过对电缆自身设计参数以及线路敷设方式的优化,来减小高次谐波对线路损耗的影响,为电力电缆载流量的计量提供了一定的理论参考。     

谐波强度对电容器损耗影响的试验研究

首先简要说明了电容器的损耗计算方法及其谐波耐受能力的判断方法。基于10 kV大容量电能质量综合试验平台,研究谐波强度对电容器的影响。通过串联电抗率不同的电抗器,使电容器承受不同畸变率、有效值和峰值的电压,测量电容器容值及介质损耗的变化。试验结果表明:电容器承受电压的有效值越大,持续时间越长,容值减小越多;电压峰值越高,谐波电压含量越高,电容器的容值变化率越大,老化越快。     

基于改进Preisach模型的电工钢片磁特性模拟

为实现电工钢片磁滞特性的准确模拟,针对经典Preisach磁滞模型无法精确描述材料磁化过程中可逆磁化的问题,基于对可逆磁化过程和可逆磁导率实验数据的分析,通过引入含参数的指数函数表征可逆磁化分量;同时,针对不可逆磁化分布函数难以确定的问题,采用两个1维函数乘积的形式对其进行表征,进而建立Everett函数,实现了不可逆...     

基于Preisach磁滞模型的电工钢片磁特性模拟

电工钢片广泛应用于变压器等电气设备的制造中,其磁滞特性对电气装备的运行性能具有十分重要的影响,因此,需要精确高效的磁滞模型以描述电工钢片的磁滞特性。为此,基于Preisach理论将Preisach分布函数写成2个1维函数的乘积形式,由分布函数积分获得Everett函数及动态磁化率,并将积分以封闭形式进行表征,将推导出的闭式表达式应用于Preisach模型中可以模拟不同频率下电工钢片的磁化过程。并且以电工钢片为实验样本进行了仿真和实验,二者对比结果表明该模型运算速度快,仿真准确,具有较高的精度,能准确模拟电工钢片在磁化过程中的磁滞特性。     

磁极极尖部饱和度对谐波励磁同步发电机谐波空载特性的影响

对谐波励磁同步发电机空载磁场进行大量有限元计算,应用齿磁通法对电磁场的计算结果进行后处理,得出了谐波绕组空载特性曲线.比较计算结果与实验结果,说明了该方法的正确性.基于该方法,分析了转子磁极极尖部的饱和度对谐波励磁同步发电机谐波空载特性的影响,并得出了一些有用的结论.     

谐波励磁同步发电机的特性分析及仿真

结合谐波励磁同步发电机(HESG)的结构特点,推导了三次谐波电势公式,得出了其满足自励恒压的条件。在此理论分析的基础上,结合实际HESG参数,搭建了仿真验证模型,进行了仿真与对比分析,从根本上说明了HESG具有动态特性优良、自励恒压的特点,对于进一步开展HESG的相关研究,具有重要的理论指导意义。     

电动汽车充电谐波电流对配电网损耗影响的研究

电动汽车在充电时会在配电网中引入谐波电流,而谐波电流损耗将导致供电质量的下降.为了研究电动汽车充电谐波电流对配电网损耗的影响,利用相关的理论模型从输电线路与配电变压器二个维度分析了电动汽车充电谐波电流对谐波损耗、谐波畸变比以及损耗比的影响,研究了电动汽车充电谐波电流、充电桩台数与配电变压器损耗之间的关联规律.结果 表明:谐波损耗随着谐波含量的增加而增加,在渗透率不变的情况下,充电负荷越多,损耗越小;谐波含量随着充电桩接入台数的增加而下降,当充电桩台数不变时,低频奇次谐波电流占有更多比例,其中以5次谐波较为显著,对变压器损耗贡献较大.     

基于深层卷积神经网络的电工钢片矢量磁特性模拟

针对传统基于BP神经网络磁滞模型收敛速度慢、建模过程需要对磁特性的表征参数进行复杂的人工提取等问题,提出了一种基于深层卷积神经网络的电工钢片矢量磁滞特性模拟的方法,该模型将磁通密度的时间序列数据和磁场强度的幅值和相位作为卷积神经网络的训练数据,利用残差模块提高卷积神经网络的收敛速度.改进模型既可以避免传统磁滞模型中繁杂...     

间谐波相序特性的研究

相序是三相电力系统中电压和电流的重要特性。为了认识间谐波的相序特性，文中以两种典型的间谐波源(变频驱动装置和电动机)为例，通过理论分析和实验探讨了它们产生的间谐波的相序。研究表明间谐波可以表现为正序或负序。但是间谐波的相序特性不同于谐波，同一频率的间谐波可以具有不同的相序。一般规律是：间谐波的相序与被调制的系统基波(或谐波)分量的相序相同。如果调制后得到的频率为负值，则间谐波信号的相序将变反，即由正序变负序或由负序变正序。文中的研究成果有助于深入认识间谐波的特性和发展间谐波仿真软件。     

谐波、间谐波对功率影响的分析

<正>从电力系统基波功率计算出发,利用公式推导分析了谐波、间谐波对功率计算的影响,并进行了MATLAB验证。对利用功率进行谐波、间谐波的监测有指导意义。谐波、间谐波对电网的污染已经引起了广泛的关注。目前的研究大多集中在谐波、间谐波的检测方法上,常用的是FFT及其优化算法。关于谐波、间谐波对功率的影响的研究比较少。     

变压器谐波损耗计算及影响因素分析

为了准确分析配电网谐波对变压器损耗的影响,依据电路理论建立了变压器谐波损耗模型,推导出变压器谐波损耗的计算关系式。针对谐波次数和变压器负载不平衡引起的谐波损耗进行了分析,提出了变压器谐波损耗在线监测方法,并通过实验对该方法的有效性进行了分析。分析结果表明：建立的变压器谐波损耗模型一方面由于不需要考虑变压器一次侧谐波电流,简化了计算复杂程度;另一方面能够准确计算出变压器的各次谐波引起的变压器损耗。基于配电网3次与5次谐波引起的变压器损耗占变压器总谐波损耗的90%以上,有效降低配电网3次与5次谐波对于变压器的降损节能具有很好的工程实用价值。     

阻尼绕组对谐波励磁同步发电机空载谐波电压的影响

利用ANSYS有限元软件自带的APDL编程语言进行二次开发,用二次开发软件对谐波励磁同步发电机空载谐波磁场进行大量有限元计算,应用齿磁通法对电磁场的计算结果进行后处理,得出了谐波绕组空载特性曲线,计算结果与实验结果的比较说明了该方法的正确性。基于该方法,详细分析了阻尼绕组对谐波励磁同步发电机谐波空载特性的影响。     

基于二维磁特性测量的电工钢片矢量磁滞模型

提出一种模拟电工钢片复杂磁特性的矢量磁滞模型。该模型考虑频率、磁化历史等因素对磁滞特性的影响,模型中磁滞系数与磁阻系数的确定是基于双激励二维磁特性测量实验获得的,在实验中通过对磁通密度变化轨迹的控制实现对磁场强度波形的测量。所提出的模型既避免了传统磁滞模型数学表达的复杂性,又提高了模拟的准确度,更适用于工程应用。通过与传统模型及实验测量结果的比较,证明了所提出的模型能更有效、更准确地模拟电工钢片的复杂磁特性。     

变压器谐波损耗计算及影响因素分析

为了准确分析配电网谐波对变压器损耗的影响,依据电路理论建立了变压器谐波损耗模型,推导出变压器谐波损耗的计算关系式,针对谐波次数和变压器负载不平衡引起的谐波损耗进行了分析,提出了变压器谐波损耗在线监测方法,并通过实验对该方法的有效性进行了分析.分析结果表明:建立的变压器谐波损耗模型一方面由于不需要考虑变压器一次侧谐波电流,简化了计算复杂程度;另一方面能够准确计算出变压器的各次谐波引起的变压器损耗.基于配电网3次与5次谐波引起的变压器损耗占变压器总谐波损耗的90%以上,有效降低配电网3次与5次谐波对于变压器的降损节能具有很好的工程实用价值.     

加工工艺对谐波励磁发电机性能的影响

加工工艺对谐波励磁发电机的性能影响较大,若不严加控制,则同一批制造的同型号发电机,性能差异较大。以我厂生产的T2S 5千瓦发电机为例,同一批制造的27台,由于工艺影响,性能差异如下: (1)空载电压波动绝大部份在(115～118)×4伏之间,上下相差约为12伏,即3％左右。 (2)满载电压波动绝大部份在(111～113)×4伏之间,上下相差为8伏,即2％左右。 (3)空载电流波动范围为1.8～2安之间,即10％左右。