混合励磁永磁同步发电机的分析与设计研究

混合励磁永磁同步发电机是在永磁同步发电机的基础上，在电机的定子或转子上加入电励磁绕组以调节电机主磁通的新型发电机．首先对现有的混合励磁永磁同步发电机结构进行了改进，并详细分析了其改进后的工作原理和设计特点，结合混合励磁永磁同步发电机的工作原理，给出了相应的发电机电励磁控制系统．     

MW级永磁同步发电机空载电势正弦畸变率分析

以内置式U型永磁同步发电机为例,针对永磁同步发电机电势畸变率较高的问题,分析其原因,同时提出转子非均匀气隙方法与定子斜槽方法。通过有限元的方法进行仿真实验,将转子采用均匀气息与非均匀气隙下的空载电势、气隙磁密与齿槽转矩进行对比分析,得出转子采用非均匀气隙后对电动势畸变率的影响;提出3D模型的2D分段法来提高有限元2D仿真准确度,同时得出不同定子斜槽对齿谐的抑制效果,并得出齿槽转矩在不同斜槽下的波形图及幅值表,获得空载相电势波形的局部放大图,并得出最佳的定子斜槽。在采用优化气隙及斜槽后,电压畸变率由7.32%降为4.8%,满足设计要求。     

低速永磁水轮发电机的优化设计及性能仿真

针对低速永磁同步发电机所特有的高转矩低电压的特点,利用电机设计软件对所研究的发电机的主要尺寸、永磁体尺寸、定子绕组、定子铁芯、定子槽型进行了优化设计,据此研制了一台10kW外转子低速永磁水轮发电机的样机,最后采用Ansoft Maxwell软件进行样机性能仿真和样机试验.仿真以及试验结果表明:具有斜槽定子铁芯以及分数槽集中绕组的低速永磁水轮发电机具有齿槽转矩低、效率高、输出电压谐波分量小以及波形正弦性畸变率低等一系列优点,完全满足设计要求.     

组合励磁永磁同步发电机主发电机的设计方法

提出了组合励磁稀土永磁同步发电机(以下简称HESG)主发电机部分的一种设计方法，该方法可以定量调控发电机外特性的电压变化率，是设计HESG的基础，也能单独设计稀土永磁同步发电机。通过样机的实验验证，说明设计方法是成功有效的。     

基于80C196KC的复合式励磁发电机电励磁调节器的设计

介绍的励磁控制系统是以16位控制器(80C196KC)为核心,结合数字控制技术、电力电子技术,构成新型数字励磁调节系统,应用于复合式励磁发电机的电励磁调节器,其主控单元通过对永磁同步发电机的运行参数进行处理,使其输出电压能自动保持稳定状态。实验结果表明该控制器有良好的性能,且具有很强的实用性。     

基于80C196KC的复合式励磁发电机电励磁调节器的设计

介绍的励磁控制系统是以16位控制器（80C196KC）为核心，结合数字控制技术、电力电子技术，构成新型数字励磁调节系统，应用于复合式励磁发电机的电励磁调节器，其主控单元通过对永磁同步发电机的运行参数进行处理，使其输出电压能自动保持稳定状态。实验结果表明该控制器有良好的性能，且具有很强的实用性。     

组合励磁永磁同步发电机辅助电励磁部分的设计方法

组合励磁稀土永磁同步发电机是一种能解决永磁发电机电压调节问题的新型发电机.这种发电机由两部分组成．主发电机部分和一般的永磁发电机相同．而辅助调节电压的部分类似于电励磁发电机,两部分共有一套电枢绕组．文章讨论了这种发电机辅助电励磁部分的基本结构和设计方法,建立了数学计算模型并研制了样机进行实验分析,得出了有益的结论．     

一种用于风电机组的PWM整流器

根据数学模型和1～3变换理论,设计出电网电压矢量检测和网侧输出电流矢量检测,应用电网电压矢量定向原则构造出基于1～3变换的三相交流电网电压矢量定向PWM整流器控制系统结构图．该PWM整流器应用于910kW双电枢混合励磁风力发电机组,双电枢混合励磁发电机由160kW永磁励磁发电机和750kW感应发电机组成．整流器开关器件采用IGBT,永磁同步发电机输出经二极管整流和升压DC／DC变换器给IGBT整流器直流侧提供电能并经DC／DC变换器的控制维持直流电压恒定．通过基于1～3变换控制系统的实施,使PWM整流器和风电机组达到优良的性能．     

混合励磁永磁同步发电机原理及参数计算

永磁同步发电机结构简单、运行可靠,但输出电压不可调是其不足之处,在电机设计上,提出了混合励磁结构在保证发电机无刷化的前提下实现气隙磁场的调节,并提出了计算该电机电感参数的一种方法。     

新型交流励磁直驱风力发电机的空载特性

为解决现有双馈异步风力发电机低风速段运行范围窄和直驱永磁风力发电机励磁不可控的问题,提出一种新型的采用交流励磁的直驱式风力发电机.利用已经设计的发电机参数,推导新型直驱交流励磁风力发电机的数学模型,同时利用MATLAB的Simulink功能建立发电机空载模型.结果表明,励磁频率、定子频率及转子机械转速频率间存在线性关系;发电机机械转速在低风速段时,通过调节励磁频率和励磁电流,发电机仍能输出额定电压,最终增加了发电机的运行范围.     

组合励磁稀土永磁同步发电机和旋转整流器无刷交流发电机的比较

分析了飞机上恒速恒频和变速恒频两种电源系统的特点,以及电源对所采用的交流发电机的技术要求,经过具体的样机实例计算,定量比较了组合励磁发电机(简称HEPMSG)和旋转整流器式无刷交流发电机(简称EESG)的各项技术指标,得出组合励磁发电机在恒速恒频电源系统中应用具有较好前景的结论,对于将稀土永磁发电机应用于飞机电源系统提供了理论依据．     

直驱永磁风电机组低电压穿越的一种控制策略

为提高并网直驱永磁风电机组低电压穿越运行能力,提出一种适用于双PWM变换器并网的永磁直驱风电机组低电压穿越运行的电机侧及电网侧变换器协调控制策略。电网电压跌落时,根据输入电网的电磁功率的变化控制电机侧变换器来限制发电机的电磁功率以平衡输入直流侧电容的功率,稳定直流侧电压;根据电网电压跌落深度控制电网侧变换器,提供一定的无功电流,有利于电网电压稳定与恢复,提高风电机组的低电压穿越能力。仿真结果表明,所提控制方案无需硬件装置,能有效实现永磁直驱风电机组的低电压穿越运行。     

基于3电平整流器的永磁同步电机侧的研究

针对二极管箝位式3电平PWM整流电路拓扑结构和直驱型风力发电系统的特点,介绍了3电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)的基本原理,建立了3电平永磁同步发电机在旋转坐标系下的数学模型,分析了电流转速双闭环控制策略,并对3电平整流器控制系统及SVPWM调制脉冲的产生进行了仿真.结果表明:3电平永磁同步电机SVPWM整流技术能够有效地控制转速,稳定系统直流电压.     

永磁同步电机直接交轴磁链控制

隐极式永磁同步电机转矩中定子磁链幅值和转矩角均为可控变量,两者的共同作用效果即为交轴磁链.以定子绕组星形连接的永磁同步电机为例,提出了一种通过控制交轴磁链实现对电机转矩直接控制的方法.该方法直接根据转矩控制要求选择优化的电压矢量实现对电机交轴磁链的控制,不要求保持定子磁链幅值恒定,不需要复杂的坐标变换.仿真结果验证了理论分析的正确性和控制方法的可行性.     

船舶电站同步发电机调压系统的数学模型

船舶电站电压的稳定性主要取决于同步发电机调压系统的动态特性．为了对同步发电机调压系统的过渡过程进行分析,分别建立可控相复励装置、无刷励磁同步发电机和船舶电站同步发电机调压系统的数学模型,并在此基础上分析调压系统的动态特性和同步发电机电压的变化规律．对一个实际的船舶电站同步发电机调压系统进行了计算机仿真研究,分别给出了系统在突加、突减静负荷以及起动大功率异步电动机时的动态特性曲线．计算机仿真结果表明,提出的数学模型是合理的、可行的,反映了船舶电站电压的变化规律．     

考虑电压饱和的内置式永磁同步电机弱磁控制研究

电流控制器是内置式永磁同步电机驱动控制系统的核心部件,弱磁控制是保证永磁同步电机高速运行的重要手段,二者对提高系统性能起着关键性作用。将内置式永磁同步电机的弱磁控制算法与电流控制器的电压饱和现象进行综合考虑,设计了一种基于SVPWM的抗电压饱和的弱磁控制算法。该算法利用逆变器电压空间矢量控制的输入与输出的电压差对控制系统中的d轴电流进行调节,在实现弱磁控制的同时,有效抑制了电流控制器的电压饱和,提高了其动态响应能力。与常规弱磁算法的对比研究还表明,由于该算法扩大了逆变器直流侧电压的利用率,从而有效提高了恒功率区的转矩输出能力。     

高凸极率永磁同步发电机电抗参数计算与测试

高凸极率永磁同步发电机能够降低电压调整率。基于有限元仿真软件计算了该电机的电抗参数。在介绍了直接负载法的测试原理及功角的测量方法的基础上,对该电机进行了电抗参数的测试。实验测量结果与仿真计算结果吻合,验证了高凸极率的永磁发电机能够降低电压调整率及电抗参数的计算和测量方法的正确性。