12/3相双绕组异步发电机定子谐波漏感的计算

为计算12/3相双绕组异步发电机多达上百的相间谐波漏感，在两线圈间谐波电感的求取和绕组与线圈连接关系确定方面采用了新的分析方法。以单一线圈而不以一相绕组为基础，通过总电感减去基波电感的方法计算两线圈间的谐波电感，并在区分控制绕组和功率绕组情况下给出了异步发电机任意2个定子槽中线圈间谐波电感值。仿照图论结合回路电流法分析电路网络的过程，列写了表示线圈支路电流与一相绕组回路电流间的关联矩阵，用规范统一的编程方法计算各相绕组间的谐波漏感，并对其中几个电感值进行了定性分析。所用分析方法通用性强，对绕组连接复杂多相异步电机定子谐波漏感参数计算优势明显。     

十二相异步发电机功率绕组与整流系统的电路分析

为了对异步发电机十二相功率绕组带整流负载系统进行仿真计算，采用了基于电路拓扑理论的回路电流法。针对系统多回路变拓扑结构加之电容与电感元件同时存在等复杂情况，以网络图论为基础，结合回路电流法，列写矩阵形式表示的网络方程。求解过程中定步长和变步长联合使用，解决了计算结果的稳定性问题。通过对计算数据进行等间隔插值、快速Fourier变换、输入量迭代等数值计算方法的应用，最终得出各变量的基波与谐波分量。仿真波形与实验波形比较吻合证实了分析方法的有效性，而变量基波分量计算值与实验值一致说明分析方法的相当高准确性。     

带整流桥负载的双绕组异步发电机励磁控制方法研究

针对双绕组异步发电机所带不可控整流桥直流侧电压的稳定问题，提出了一种在控制绕组侧补偿异步发电机所需无功励磁电流的新方法。该方法通过锁相环(PLL)检测出控制绕组中基波电压相位并超前90&;#176;作为实际应补偿的励磁无功电流的相位，再根据检测出的功率绕组整流桥直流侧的实际电压与参考电压作比较后，经PI调节确定静止无功发生器(SVG)发出的励磁电流的幅值大小，实现在负载变化时，对控制绕组中所需的励磁电流的大小和频率进行连续调节，达到稳定直流侧电压的目的。并用实验和仿真试验验证了该方法的有效性。     

12/3相双绕组异步发电机定子槽漏感的计算

为计算12/3相双绕组异步发电机多达上百的相间槽漏感，在槽比漏磁导求取和绕组与线圈边连接关系确定方面采用了新的分析方法。通过对定子圆底槽各层的分片处理，由数值方法推导了层间槽比漏磁导计算公式，并给出了相应的计算结果。仿照图论结合回路电流法分析电路网络的过程，列写了表示线圈边支路电流与一相绕组回路电流间的关联矩阵，用规范统一的编程方法计算各相绕组间的槽漏感，并对其中几个电感值进行了定性分析。所用分析方法通用性强，对绕组连接复杂多相异步电机定子槽漏感参数计算优势明显。     

自励异步发电机负载对端电压和频率的影响

从异步发电机稳态运行的等效电路数学模型出发，推导了回路阻抗方程，令回路阻抗值为零，作为异步发电机稳定运行的条件。利用变量轮换直接优化方法计算励磁电抗和定子频率，进而计算出不同负载下的端电压值。此法稳定性好且编程简单。给出了异步发电机的端电压和定子频率随负载变化的曲线以及外特性曲线。计算结果说明负载对异步发电机的端电压影响较大，而对定子频率影响较小，且影响随负载性质改变而不同。计算结果与实验结果的一致性说明了分析方法的准确性。     

自励异步发电机负载对端电压和频率的影响

从异步发电机稳态运行的等效电路数学模型出发,推导了回路阻抗方程,令回路阻抗值为零,作为异步发电机稳定运行的条件。利用变量轮换直接优化方法计算励磁电抗和定子频率,进而计算出不同负载下的端电压值。此法稳定性好且编程简单。给出了异步发电机的端电压和定子频率随负载变化的曲线以及外特性曲线。计算结果说明负载对异步发电机的端电压影响较大,而对定子频率影响较小,且影响随负载性质改变而不同。计算结果与实验结果的一致性说明了分析方法的准确性。     

12/3相双绕组异步发电机定子端部漏感的计算

为计算12/3相双绕组异步发电机多达上百的相间端部漏感，在两线圈间端部漏感的求取和绕组与线圈连接关系确定方面采用了新的分析方法，此方法具有简单通用等传统方法所不具备之优点。通过引入气隙电流和镜像电流，以Biot-Savart定律为基础，把线圈端部各大段分成若干小段，用数值方法计算两线圈间端部电感。仿照图论结合回路电流法分析电路网络的过程，列写了表示线圈支路电流与一相绕组回路电流间的关联矩阵，用规范统一的编程方法计算各相绕组间的端部漏感并给出了几个漏感参数值。最后还对文中方法和其它方法的计算结果进行了比较。     

新型定子双绕组自激异步发电机的电压调节

为了解决普通异步发电机电压随转速或负载阻抗变化的问题，该文提出了一种新型定子双绕组自激异步发电机，其定子上布置有两套三相绕组，一套为功率绕组，直接给三相整流桥负载供电；另一套为控制绕组，接三相脉宽调制电压型逆变器励磁控制回路，通过调节逆变器输出的无功电流达到调节电压的目的。仿真和实验表明，该文提出的新型发电机是一种电压调节的有效手段。     

五相双定子绕组感应直流发电系统实验平台

研究了一种五相双定子绕组感应发电机直流发电系统的实验平台设计与实现。该发电机定子绕组分为五相控制绕组和五相功率绕组。根据发电机结构以及控制方法的特殊性,在系统实验平台设计时,将发电机的控制绕组连接五相功率变换器,用来调节发电机励磁无功;将功率绕组连接五相整流桥,用来输出直流电能。采用DSP作为系统控制电路的控制芯片,并配合AD采样调理保护电路,构建了一套270 V直流发电系统实验平台。实验结果证明了该系统实验平台设计的合理性与正确性,系统能够稳定运行,性能良好。     

同步发电机不对称运行工况阻尼绕组电流的计算

现代水轮发电机都装设阻尼绕组,阻尼绕组电流计算的准确程度会直接影响到发电机运行性能的研究。尤其在发电机不对称运行时,阻尼绕组受负序磁场所感生的电流会对发电机的运行性能产生很大的影响。因此在研究发电机不对称运行工况时,如何准确计算阻尼绕组电流就显得尤为重要。该文利用场路耦合法计算了同步发电机在极端不对称运行工况下的阻尼绕组电流。通过建立阻尼绕组端部数学模型,考虑了端部磁场非线性对阻尼绕组电流的计算结果所带来的影响。同时也利用传统对端部磁场的处理方法计算了同步发电机不对称运行时的阻尼绕组电流。利用1台可以直接测量阻尼绕组电流实时值的试验样机对2种方法的计算结果分别进行了验证。结果表明,当发电机端部磁场饱和比较严重时,例如发电机极端不对称运行工况,该文的计算方法更适用于阻尼绕组电流的计算。     

双馈风力发电机转子绕组能量回馈技术研究

双馈风力发电机在超同步转速下运行时,定转子绕组能够同时输出功率,将转子绕组这部分能量回馈到电网可以提高双馈风力发电机的运行效率。本文运用交流升压斩波技术将转子绕组的低压交流电泵升为高压直流,再经逆变送回电网。并建立了交流升压斩波的控制算法,计算出系统在各种状态下回馈电压、电流与转差率、占空比之间的关系。仿真和实验结果表明,所提出的控制策略能较好的将双馈发电机转子绕组的能量回馈给电网。     

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。     

基于转子瞬时功率谱的双馈风力发电机定子绕组故障诊断

提出一种基于转子瞬时功率谱分析的双馈风力发电机定子绕组故障的在线监测与诊断新方法。理论分析表明,与常见的电流或电压谱诊断方法相比,转子瞬时功率谱法既具有无需外加传感器与硬件设备的优点,又由于其特征频率不受转差的影响,当转差存在一定的跟踪或计算误差时,特征频率不会改变,具有很强的抗干扰能力。在PSCAD软件中建立了双馈风力发电机并网模型,对正常及故障状态进行仿真分析,得出转子瞬时功率谱法在双馈风力发电机定子绕组故障诊断中更具敏感性的结论。在动模实验室建立了定子绕组故障诊断的实验平台,进一步证明了转子瞬时功率谱法在双馈风力发电机定子绕组故障诊断中的可行性。     

GP法在发电机转子绕组匝间短路诊断中的应用

用遗传规划法建立发电机转子励磁电流与机端电压、有功、无功的数学模型。发电机在转子绕组发生匝间短路后,励磁电流会增加,为了维持磁动势平衡,对应于某一确定的运行工况,发电机的励磁磁动势会维持不变,发电机的励磁电流和机端量之间的关系可以反映转子绕组的状态。以机端量为自变量,遗传规划能自动生成函数表达式来体现它们之间的关系。通过实例计算并与神经网络方法相比较,验证了该方法的有效性。     

基于空载曲线反向计算的水轮发电机绕组匝间短路故障诊断方法

水轮发电机中的转子绕组匝间短路在生产安全和经济方面一直困扰着水电厂。目前,水轮发电机匝间短路的故障识别多采用离线检测方法。为了解决这个问题,本文提出了基于电机基本电磁理论和反向空载曲线的诊断方法。该方法不受电机运行状态影响,通过原有电气量参数读取,如有功功率,无功功率,电压和电流,建立饱和矢量模型。利用模型计算的中间变量和空载特性曲线之间的关系来计算励磁电流的理论值。通过比较励磁电流理论值与测量值之间的差异来识别转子匝间短路故障情况。最后,采用水电站实际发电机及仿真电机验证该方法的正确性。