解决小四轮拖拉机低速照明不足的试验与研究

目前,采用永磁交流发电机作为照明电源的小四轮拖拉机,在夜间作业、道路行驶、过沟、过桥和重载爬坡时,因发动机的转速较低,发电机的输出电压较低,灯光较暗、视野性差、驾驶操作极为不便,甚至造成事故,这是永磁交流发电机的一大缺陷。针对这一问题,我们进行了大量的试验研究,提出了解决的方法。1 试验的理论依据 发电机工作时,每相绕组的感应电动势E=K(?)n,当磁通(?)一定时,感应电势的大小决定于发电机的转速n,所以低速下感应电势较小,输出电压较低,灯光较暗。要提高低速下的输出电压,必须增强低速时的磁通量(?)。但永磁转子的磁场强度为定值,要提高前灯的照明效果,需提高通过A、B两相的磁通量(?)。 由电枢反应可知:当线圈中有电流通过时,线圈自身产生的磁场与转子的磁场方向相反,且线圈通过的电流越大,磁场越强。当电枢绕组的三相负载不同时,三者的电枢反应相同,对转子磁场的作用平衡。当电枢绕组的三相负载不同时,三者的电枢反应不等,大负载相因电流的增加而使电枢反应加强,将迫使转子的磁场向小负载相偏流。因此,低速下加大发电机三相绕组中C相的负载或短接C相,加强C相绕组的电枢反应,迫使转子磁场向A、B两相偏流,可加大     

小型风力发电机电磁设计特点

文章分析了小型风电机组用的永磁同步发电机的电磁设计特点,并与其他普通永磁电机区别,详细介绍了永磁同步发电机各个电磁参数的特点以及对发电机性能的影响。重点介绍永磁同步发电机定子、转子设计的特点,对不同的极数与槽数的配合进行对比分析,总结降低齿槽转矩的规律。     

水轮发电机气隙不均匀对磁场强度及转子 磁极应力变化的影响分析

定子内腔和转子外圆气隙不均匀是大型水轮发电机组的主要振源之一。在定子和转子间产生的不均衡磁拉力,对转子和定子形成转频激扰力。为探讨气隙不均匀与磁场强度及电磁应力之间关系,依据发电机的实际结构,考虑铁心饱和的情况,以局部电磁力计算方法中的局部麦克斯韦应力法和虚位移法为基础,结合有限元软件电磁模块分析工具,对水轮发电机转子对中及偏心的6种工况进行发电机内部整体气隙磁场磁感强度及转子表面应力分析,研究水轮发电机气隙变化对转子磁极应力的影响。     

抽蓄机组斜支臂转子支架动态强度研究

开展抽蓄电站斜支臂转子支架在实际运行工况下动态特性的理论与实验研究。建立斜支臂转子支架有限元模型,对斜支臂转子支架结构发电与抽水过渡工况进行计算分析,得到抽水与发电工况下斜支臂转子支架结构的动态响应。基于无线应变电测法,对各过渡工况下转子支架斜筋易损部位进行应力测试。研究表明:发电与抽水工况斜支臂转子支架径向变形与等效应力随载荷的增大而不断增加,其中离心力载荷起主导作用;抽水工况下电磁扭矩可明显加剧径向变形,而在发电工况下其作用效果并不明显;斜支臂转子支架切向承载能力与斜筋倾斜方向有关,同斜筋倾斜方向的电磁扭矩将减小支架斜筋部位等效应力,反之则增大结构等效应力。     

大型水轮发电机转子动偏心电磁振动仿真

针对转子动偏心状态下某大型水轮发电机在不同励磁电流工况下的电磁振动问题,采用ANSYSRmxprt组件建立2D瞬态电磁仿真模型,通过麦克斯韦应力张量法分别求出水轮发电机定子铁芯齿端在25%、50%、75%、100%四种不同励磁电流激励下所受的电磁力密度频域分布;最后将电磁力密度各阶谐波加载到3D定子系统齿端,通过2D电磁与3D结构谐响应耦合分析获得转子动偏心状态下水轮发电机定子支座在空载变励磁工况下的振动频域分布。研究发现,水轮发电机转子偏心工况下电磁力波主要集中在一倍转频上,而电磁振动以一倍转频为主,同时随着励磁电流减少,电磁力密度和电磁振动逐渐降低。     

大型水轮发电机转子动偏心电磁振动仿真

针对转子动偏心状态下某大型水轮发电机在不同励磁电流工况下的电磁振动问题,采用ANSYS Rmxprt组件建立2D瞬态电磁仿真模型,通过麦克斯韦应力张量法分别求出水轮发电机定子铁芯齿端在25%、50%、75%、100%四种不同励磁电流激励下所受的电磁力密度频域分布;最后将电磁力密度各阶谐波加载到3D定子系统齿端,通过2D电磁与3D结构谐响应耦合分析获得转子动偏心状态下水轮发电机定子支座在空载变励磁工况下的振动频域分布。研究发现,水轮发电机转子偏心工况下电磁力波主要集中在一倍转频上,而电磁振动以一倍转频为主,同时随着励磁电流减少,电磁力密度和电磁振动逐渐降低。     

基于DSP的发电机转子接地保护装置设计

针对发电机实际运行中常出现励磁回路接地故障,提出了一种基于微机(DSP)的发电机转子接地保护装置的设计方案.在研究发电机转子接地保护原理的基础上,给出并分析了硬件系统方案设计及转子接地检测系统软件设计,试验测试结果表明,该装置灵敏性、可靠性较高,现场运行效果良好.     

电力系统次同步振荡对风力发电机轴系疲劳损伤影响的可靠性分析

为了分析电力系统发生次同步振荡时对双馈风力发电机轴系疲劳损伤程度的影响,根据2 MW级双馈风力发电机轴系机械结构,运用三质块等效数学模型,通过PSCAD软件仿真得到电力系统发生次同步振荡时风力发电机的电磁扭矩。基于雨流计数法按照电磁扭矩振荡模型制作等效载荷谱。利用Solid Works软件建立风力发电机轴系变速齿轮有限元模型,并用ANSYS软件对其模型进行网格划分与静强度分析。基于S-N曲线理论与Miner线性疲劳累积损伤方法,通过Ncode软件计算风力发电机轴系齿轮在次同步振荡扭振载荷作用下的疲劳损伤程度。分析不同次同步振荡时长对风力发电机轴系齿轮部分疲劳损伤程度的影响。分析结果有助于预测风力发电机轴系齿轮部分使用寿命,提高风电系统安全可靠性。     

航空用高速永磁发电机电磁设计研究

应用等效磁路法初步确定高速永磁发电机的电磁设计基本参数;对不同槽数,不同极数的永磁发电机进行比较,选取合适的方案;分析电压调整率随电机参数变化的规律,得出降低电压调整率的措施,并确定了相关参数合理的取值范围。应用Taguchi优化设计方法建立实验正交矩阵,针对优化设计目标,结合有限元法求解实验矩阵,得到了满足发电机性能的最佳设计参数组合。应用有限元法对所设计的永磁发电机的电磁设计方案进行性能分析,结果证明了该电磁设计方案的合理性。     

基于2D暂态有限元分析的大功率超导风力发电机优化设计

为了保持较高的磁密和减小重量,海上大功率风力发电机激磁绕组由YBCO高温超导线圈构成,电枢绕组由Mg B2超导线构成,保持定子铁芯,取消转子铁芯和定子齿,超导激磁线圈和超导电枢绕组均采用非导磁材料构成,构建了10 MW超导风力发电机的模型。利用二维暂态有限元对模型进行暂态磁场的计算,得到了整个模型的磁密分布、电枢绕组的输出电流和输出电压,从而得到了整个模型的结构和电机的长度。同时对输出电压和电流进行傅里叶分析,得到电压和电流的频谱图,最后给出了10 MW超导风力发电机的整体结构。仿真结果表明:超导风力发电机的重量和成本有了较大的降低,输出电压和电流波形质量较好,谐波含有率较低。     

两种不对中在线补偿控制算法的比较

引入一种可在线调节转子轴位置的支承结构--电磁辅助支承,它通过控制电磁执行器线圈中的电流可在线调整转子轴在空间的位置,使转子系统轴系间的不对中消除.将不对中引起的附加振动视为一干扰量,针对其采用自寻最优控制算法和具有自学习功能的前馈控制算法,使得转子在不停车的情况下自动实现不对中的识别和控制.最后在单盘对称转子轴承系统上进行了试验验证和比较,试验结果证明两种控制方法对轴系间的不对中都具有较好的校正能力.其中不对中自寻最优控制器不需要建立关于不对中系统精确的数学模型表达式,对位移传感器的要求不高,但搜索时间较长;不对中前馈自学习控制器也无需建立精确的数学模型,搜索时间较短,但对位移传感器的要求相对较高.     

基于CFD的二维垂直轴风力机性能计算

采用计算流体力学方法(CFD)针对垂直轴风力发电机,开展简化的二维绕流特性研究。首先,基于开放型转子和增强型转子,研究网格节点数和壁面y+、计算时间步长和湍流模型等的变化对计算结果的影响,对计算模型和方法进行确认。随后,计算分析增强型垂直轴风力机与开放型垂直轴风力机的特性。结果表明,与开放性垂直轴风力发电机相比,增强型垂直轴风力发电机的功率系数和转矩系数有明显增加,且达到最大值的位置向叶尖速比增大的方向移动。然后对增强型垂直轴风力机发电机在不同来流风速下进行计算,发现增强型垂直轴风力发电机的转子转矩随来流风速增加,而转矩系数和功率系数与来流风速无关。最后,针对定子叶片在不同的方向开展计算研究。结果表明,定子叶片在不同方向时,增强型垂直轴风力机的转子转矩不同,且转矩到达峰值的位置也不同;在当前3个方向角中,叶片处于0°方向角时风力机具有最高的转矩系数,即具有最佳的功率系数。     

9FA燃机发电机转子故障处理及分析

对发电机转子异响和接地故障实例进行分析,认为异响是由于一块绝缘塞块的固定片撕裂,造成绝缘塞块随转子低速旋转时在重力和向心力的共同作用下敲击护环所致;接地故障原因是由于内环极引线螺钉出现松动磨损,并产生大量含金属粉末覆盖在压帽以下的导电杆表面及转子本体绝缘层上。总结处理过程,供同类9FA电厂技术人员参考借鉴,便于对发电机转子故障情况的分析预判,制定最佳处理方案。     

低尖速比下双转子垂直轴风力机气动性能试验研究

虽然水平轴风力发电机的技术已经发展的非常成熟,是世界上的主流风机,但在适应风机大型化、深海化的趋势方面,垂直轴风力发电机因其结构特点表现出一定优势。近年来,对于垂直轴风力机的研究日益增多,将两台相同的垂直轴风力机间隔一定距离置于一起即得到双转子垂直轴风力机。文章利用风机模拟与实际风场较接近的非定常风,通过物理模型试验对比了单转子垂直轴风力机和具有不同双转子间距的双转子垂直轴风力机在不同风速下同一转子的扭矩、转速与轴功率,证实了双转子垂直轴风力机的增益效果,并探讨了风速及两转子间距对风机性能及增益效果的影响。试验结果表明,风速越大、两转子间距越小,双转子垂直轴风力机的增益效果越显著。     

变桨距风力发电机特殊运行状态的仿真实验

关注国内研究较少的风力发电机的特殊状态,基于FAST平台选择了特定的变桨距风力发电机模型,对于风力发电机的启动、关机和故障过程3大类中的7个特殊状态进行了仿真实验。将所得结果在MATLAB中绘图,得到了风力发电机风轮转速和发电机电磁功率在各个特殊状态下随时间变化的曲线,并对各个过程进行了简要的分析。     

不同惯量飞轮对脉冲机组轴系扭振性能影响研究

建立了三组不同惯量飞轮下脉冲机组轴系的当量系统模型,应用轴系扭转振动计算软件,分别对该三种方案下脉冲机组轴系自由振动和强迫振动进行了计算研究.分析了不同惯量飞轮对轴系固有频率、柴油机曲轴扭振应力、发电机转子电角、发电机转子扭矩、弹性联轴器扭矩的影响,根据分析结果,提出了合理的机组运行方案.并利用扭振测试分析系统,校核了其中一组惯量飞轮下脉冲机组的扭振计算结果,证明了理论计算结果的正确性.     

薄叶气封流场结构与密封、扭矩特性的数值研究

采用CFX商业软件,数值模拟了薄叶气封内的三维流动,分析了薄叶气封的流场结构和密封特性以及扭矩随转速和抬起量的变化。结果表明,由于薄叶间距很狭窄,壁面对气体的黏性阻抗大于气流的膨胀加速,气体同时降低速度与密度,泄漏流量明显减小。此外,转子转数与薄叶抬起量的变化几乎不影响泄漏量。在转子转数一定时,薄叶上抬量愈小,转子承受的摩擦扭矩愈大。而当薄叶上抬量一定,转子转数增加,摩擦扭矩增大。     

关于蒸汽涡动的设计考虑

汽轮机内有两种由漏汽引起转子涡动的激振力：作用在转子上的不平衡扭矩和在汽封内部静压沿周向的变化。对前一种力结合转子和轴承参数进行了详细的分析，给出了计算步骤和稳定性判据。对后一种力提出了解决稳定性的设计规则。     

电压跌落时带有Crowbar电路的双馈感应发电机的瞬态分析

为了研究双馈感应发电机对电网电压跌落的适应能力,以及其实现低电压穿越的功能,文章通过将由向量法求出的瞬态电流与由等效电路法求出的稳态电流进行叠加而得出的定子、转子故障电流的近似解析式,来分析在定子端三相对称电压跌落、转子侧变换器断开、投入Crowbar电路情况下的双馈感应发电机内部的电磁关系变化过程。此外,在理论分析的基础上,文中建立了2　MW双馈感应发电机的PSCAD模型,且在7.5 kW双馈风力发电测试平台上进行了实验验证。仿真和实验结果表明,这种通过瞬态电流和稳态电流进行叠加的方法而求得的双馈感应发电机故障电流的近似解析表达式可以准确地反映出双馈感应发电机磁链和电流的瞬态变化。     

机油泵转子脱落问题的研究与分析

我公司在进行某柴油发动机全速全负荷试验过程中,发现机油泵的内转子从轴上脱落,导致发动机润滑失效。对故障件进行拆检,从以下两方面进行分析:一是受过大扭矩,导致转子与轴松动打滑,产生松脱;二是轴向松动。通过相关试验及对现场装配工艺分析,最终得出机油泵转子脱落的原因——机油泵轴的退刀槽结构,导致装配过程中无法稳定保证轴与转子间较高的配合力,从而造成机油泵转子脱落。