3／12相双绕组交直流发电机的电路模型

根据3／12相双绕组发电机整流绕组之间以及整流绕组各绕组与交流绕组之间互感的真实情况，利用两套绕组之间的耦合关系式，将整流绕组的量折算到交流绕组。建立了该型电机的d-q轴磁链方程、电压方程及等效电路；在此基础上应用MATLAB／SIMULINK的仿真环境建立了该型电机的通用仿真电路模型。该模型可以更方便地研究双绕组交直流发电机的各项性能，特别适用于研究解析分析难以进行的各项性能。通过实机试验检验了所建电路模型的准确性。     

交流发电机整流系统传导电磁干扰的时域模型与仿真分析

该文针对交流发电机整流系统的传导电磁干扰进行时域仿真研究。对一实际系统进行了实验测试，基于传导EMI产生机理的分析，建立了可对系统传导EMI进行仿真研究的时域模型，并且考虑了系统中高频段不可忽视的寄生参数的影响。通过把每组绕组分成数阶相同的π型电路来描述电机绕组的分布寄生参数，给出了提取电机高频模型中分布参数的一种方法。把系统简化为由主要寄生参数组成的谐振电路，利用MATLAB软件对实验系统的传导电磁干扰进行时域仿真研究，通过实验和仿真结果的对比验证了模型的正确性。     

移15°双十二相隐极同步整流发电机数学模型的研究

分别在abc坐标系和dq0坐标系下建立了移15°双十二相隐极同步整流发电机的基本数学方程,推导了电机电压、磁链、输出功率、电磁转矩和转子运动方程。在MATLAB/Simulink中建立了移15°双十二相隐极同步整流发电机的仿真模型。对两路输出进行了不平衡负载仿真和试验。仿真与试验结果相比基本一致,验证了移15°双十二相隐极同步整流发电机数学模型的正确性。这为双十二相同步整流发电机运行性能和励磁控制系统的研究奠定了基础。     

新型十二相梯形波永磁无刷直流发电机

同步电机六相双Y绕组就电机内部而言实质上由十二相30°绕组连接而成。提出永磁同步电机采用十二相梯形波相电势输出,经共阳极连接十二相零式整流电路整流构成永磁无刷直流发电机。利用槽电势星形图分析输出电压特性,得到电枢绕组的设计原则。设计一台2 kW梯形波永磁无刷直流发电机,建立发电机系统场路耦合模型,并进行有限元计算,得到整流二极管导通模态及导通电流特性。样机实验结果与理论及仿真分析一致,表明十二相梯形波永磁无刷直流发电机的整流二极管数目与六相双Y整流电路相同,输出电压脉动相当,但整流二极管平均电流降低一半。     

双九相储能电机带整流负载系统降阶等效平均模型研究

双九相储能电机是一种新型多相同步发电机,主发电机数学方程高达21阶。电机经整流器向负载放电时,电机转速、输出电压与电流不断变化,电机机械动态与电磁暂态强耦合,难以用解析方法进行分析。该文首先推导了双九相主发电机降阶等效三相电机数学模型,简化了双九相主发电机模型的复杂程度;其次,由于旋转整流器、整流器交流侧与直流侧高次谐波对系统有功功率传递和系统动态过程影响较小,忽略高次谐波,考虑交流侧基波和直流侧平均值作用的基础上推导了系统平均模型,进一步简化系统模型,提高系统仿真效率。在Matlab/Simulink仿真环境中建立双九相储能电机带整流负载系统的降阶等效平均模型,仿真结果验证了该模型的正确性与有效性。     

定子双绕组感应发电机励磁控制的研究

定子双绕组感应发电机是一种新型的异步发电机,其定子上除了一套功率绕组外,另有一套专门用于励磁的励磁绕组.建立了变速变负载下带整流型负载的双绕组异步电机的仿真模型,提出了自励电容与变换器混合励磁的建压模式,并对系统的有功和无功分量进行双闭环控制,仿真结果验证了该系统具有较好的动态性能.     

十二相整流发电机缺桥故障运行分析

十二相整流同步发电机系统以其直流供电品质高、容错运行性强等优点被应用于舰船平台。为研究系统缺桥时的故障运行性能,该文基于电路拓扑理论,建立了计及前25次谐波磁势的十二相整流同步发电机仿真模型,通过回路电流法列写模型变拓扑网络方程并进行数值求解,建模简单、计算速度快。对缺桥运行时系统的不对称运行特征及直流供电品质进行了分析,为多相整流电机缺桥容错运行的可行性分析提供了理论依据。通过将4 k W样机四桥正常运行与缺桥运行时的仿真结果与实验结果分别进行对比,验证了该仿真模型的有效性与准确度。     

基于有限元场路耦合的十二相整流发电机 系统定子匝间短路分析

为研究十二相整流发电机系统在定子绕组匝间短路时的运行情况,建立了基于有限元场路耦合仿真的十二相整流发电机系统模型,该模型综合考虑了齿槽效应、谐波等的影响,具有较高的精确度,适用于系统的发电机故障和整流部分故障的研究。根据所建立的模型,对十二相整流发电机系统定子绕组匝间短路故障进行了研究,通过分析故障状态下系统的负载电压、相电压、相电流、短路电流等的变化特点,说明定子绕组匝间短路故障对系统产生的影响。通过仿真与实验结果对比,验证了该文所建模型的合理性和正确性。     

绕组开放型永磁同步电机的建模及应用

本文以传统永磁电机abc坐标系下的动态数学模型为基础,推导出绕组开放型永磁电机的数学模型。将模型中的电压方程分为绕组电阻电压、绕组自感电压、绕组反电动势、绕组间的互感电压,建立绕组开放型永磁电机的Matlab/Simulink模型并应用该模型进行新型发电系统性能的仿真,仿真结果表明模型的正确性和发电系统控制策略的有效性。     

带整流负载的六相方波永磁发电机建模仿真

建立一个普适的发电机数学模型可以有效地帮助人们了解和优化发电机性能。首先简述了六相方波永磁发电机的定转子结构,计算了电机的电感矩阵,利用解析法建立了电机的基本数学方程,然后将电机与整流负载联系起来,共同建立了系统方程。通过系统方程,在MATLAB纯代码环境下建立整个系统的数学模型,并进行仿真计算。最后将仿真计算结果与原理样机实验数据对比,确认了所建立模型的正确性和有效性。     

双绕组发电机交流侧带负载时直流侧突然短路的电磁转矩

根据双绕组发电机与普通三相同步发电机的内在关系,参照三相电机突然短路电磁转矩的分析方法,进行了双绕组发电机交流侧带负载时直流侧突然短路的电磁转矩解析分析,得到了简明的交变转矩、平均转矩及总电磁转矩的解析式,并通过试验进行了验证。所得双绕组发电机交流侧带负载时直流侧突然短路电磁转矩的计算式简明、准确、物理意义明确,特别适合于工程应用。     

3/12相双绕组发电机数学模型研究

介绍了3/12相交直流同时供电(双绕组)发电机的结构特点。在某些近似假设条件下,将 12 相4Y互移15直流绕组等效为一个3相Y绕组,然后通过适当处理两套绕组之间的耦合,得出了与耦合有关的参数间的相互关系,从而简化了d-q-0 系统的数学模型、导出了简明的电压和磁链方程及相应的d和q轴等效电路,为分析该类电机的各项性能奠定了坚实的理论基础。该文所用方法同样适用于其它结构的双绕组发电机。     

双绕组交直流发电机直流侧突然短路分析

根据3／12相双绕组发电机的基本磁链方程和电压方程以及等效电路，该文建立了双绕组发电机交流侧带负载时直流侧突然短路的基本电压方程；通过进行适当的近似，用解析的方法分析了突然短路的过渡过程，给出了定转子时间常数的简明表达式和整流绕组交流侧的短路电流表达式以及直流侧最大短路电流的近似计算公式。在此基础上，研究了交流负载对直流侧短路电流的影响并给出了相应的物理解释。模拟试验结果表明：交流侧负载的大小对直流侧短路电流有较大的影响，而功率因数对直流侧短路电流的影响很小，验证了理论分析的准确性。     

3/3相双绕组发电机系统的等效电路模型

整流桥的存在使3／3相双绕组发电机系统成为非线性系统，发电机始终处于非对称运行状态，为了对此进行解析分析，将3／3相双绕组发电机的d,q轴变量分解为低频分量和高频分量分别加以处理，忽略转子回路电阻对高频电流和阻尼绕组对低频分量的作用，在d,q轴超瞬变电抗近似相等的条件下，分别建立了3／3相双绕组发电机系统从整流绕组侧和交流绕组观察的等效电路模型，给出了模型中等效发电机的Park程，稳态运行矢量图及相应稳态量的计算方法，该模型可用于系统稳态和似稳态过程的分析计算。     

交直流混合供电的三/十二相电机定子漏电抗计算

交直流混合供电的三/十二相电机因其显著的优点将被广泛应用于独立供电系统中,该电机定子上有两套绕组,一套三相绕组提供交流电,另一套十二相绕组整流后提供直流电.该电机定子槽中放置了四层不同线圈的导体,并且多套三相绕组同时工作时的气隙磁势也比普通三相电机复杂得多.利用解析的方法分析了三/十二相电机定子漏电抗的计算,导出了相关的公式,并计算了某三/十二相电机的定子漏电抗参数,利用这些参数计算值,对三/十二相电机的突然短路进行了仿真研究,仿真结果较好地吻合了实际样机的试验结果,验证了所计算的参数值的正确性.     

12/3相双绕组感应发电机的谐波不对称分析

励磁调节器所引入的谐波电流会引起12相功率绕组的不对称工作。为了研究谐波不对称的产生机理，该文在建立基于基波的12/3相双绕组感应电机dq0模型的基础上，通过对两套绕组间的谐波耦合分析，经过简化，得出了可用于谐波分析的等效电路模型。从中得到了规律性的认识，为该类电机的设计和推广起到了促进作用。试验与理论分析结果的对比说明了所建模型和分析方法的正确性。     

12/3相双绕组感应发电机直流侧突然短路电流分析

通过适当简化分析，表明12／3相双绕组感应发电机直流侧突然短路不需要考虑辅助励磁绕组，等效为单独的十二相功率绕组直流侧突然短路，据此导出了交直流侧短路电流表达式。在此基础上，针对大容量的感应发电机，给出了估算交、直流侧最大冲击电流的简化计算公式，并论证其最大电流的到达时刻小于交流周期的二分之一，且随负载的增加其最大电流的到达时刻有所提前的结论。通过实验和仿真对比验证了该文所得结果的正确性，为系统保护装置的设计提供了理论依据。     

六相交直流同时供电发电机直流侧突然短路电流分析

通过适当处理六相交直流同时供电（双绕组）发电机两套绕组之间的耦合,建立了其d-q-0系统的简化学模型;在此基础上,应用海维赛德运算微积法和叠加原理,分析了其稳态和直流侧突然短路运行,给出了定子和转子的时间常数以及交流侧完整的短路电流表达式;通过适当简化处理,得出了估算交、直流侧最大冲击电流和最大电流到达时刻的计算公式,并与普通三相电机突然短路的最大电流估算公式进行了比较,得出了到达最大电流时刻提前的结论;通过试验验证该文所得结果。该文对两套绕组之间耦合的处理大大简化了双绕组发电机的数学模型,为分析双绕组发电机的其它性能奠定了基础;所得结论和所用方法同样适用于其它结构的双绕组发电机,具有普遍意义。     

3/3相双绕组发电机系统的运行稳定性

参数匹配不当的双绕组发电机系统会发生低频振荡而不能正常工作。为了对系统稳定运行的条件进行研究，在3／3相双绕组发电机系统的等效电路模型基础上，建立了该系统的线性化数学模型及相应的状态方程。使用劳斯判据得出了系统稳定运行的判据、直流侧等效动态电阻的计算公式和临界电阻的计算公式，揭示了系统“微变”稳定条件的物理实质。详细讨论了发电机参数、交轴稳定绕组及负载对系统运行稳定性的影响。实验与理论分析结果的对比说明了所建模型和分析方法的正确性。