双余度永磁同步发电机数学模型及MATLAB分析

航天用发电机对可靠性要求较高,将发电机绕组进行备份可极大提高其可靠性。以双余度永磁同步发电机为研究对象,分析了发电机的基本结构,利用双d-q坐标变换方法建立了发电机的数学模型,研究了2套绕组间的耦合关系,并采用MATLAB/Simulink搭建发电机的仿真模型,最后将仿真结果与ANSYS Maxwell仿真结果及样机试验结果进行比较,输出结果一致。     

基于变流器网侧电流的双馈风力发电机转子绕组故障诊断

双馈风力发电机转子绕组状态监测与故障诊断技术能够及时发现并诊断转子绕组故障,有效地降低风电场的运行和维护费用。首先根据双馈风力发电机的数学模型和转子绕组故障模拟方法在电力系统电磁暂态仿真软件(PSCAD)环境中建立转子绕组的故障模型,通过仿真分析出变流器网侧电流的故障特征频率;然后搭建双馈风力发电机的故障实验平台,并对不同运行状态和不同故障程度下的录波数据进行频谱分析,由此验证转子绕组故障时变流器网侧电流的特征频率,且当故障严重程度加剧时,故障特征频率的幅值会增大。     

十二相整流同步发电机同组星形连接绕组的相间短路故障

十二相整流同步发电机系统的安全可靠运行意义重大,分析了该系统中4Y移15°的定子绕组可能出现的一种内部故障——发生在同组星形连接三相绕组之间的内部相间短路。首先建立了十二相整流发电机同组星形连接绕组内部相间短路的多回路数学模型,考虑了故障附加回路对电机气隙磁场和系统回路拓扑结构的影响,实现了故障前后定子和转子绕组以及整流桥直流侧各处电压、电流的数字仿真。继而在特制的样机上进行了不同负载工况的故障实验研究。通过对比分析实验与仿真结果,说明了数学模型的正确性。最后结合仿真结果与理论分析,总结了十二相整流发电机同组星形连接绕组相间短路的故障特征,尤其是短路回路电流的特点及其影响因素,为故障的危害评估、检测或保护研究提供了依据。     

双馈式感应发电机定子匝间短路故障稳态分析

定子绕组匝间短路故障是双馈式感应发电机常见故障之一。文中分析了发生匝间短路故障时的电磁特性变化规律,建立了双馈式感应发电机的定子绕组正常和发生匝间短路故障时的多回路数学模型,对正常情况和不同程度匝间短路故障情况进行了仿真计算。对仿真结果进行了深入研究,分别对定子侧电流和转子侧电流进行频谱分析,总结了正常情况和不同程度匝间短路故障情况下的谐波变化规律,证明了通过特定频率信号监测双馈式感应发电机运行状况和进行故障诊断的可行性。     

发电机雷电过电压的在线分析研究

介绍了雷电冲击时发电机绕组的电压分布情况 ,给出了一种在线测量雷电波形和计算发电机绕组电压的方法 ,建立了相应的数学模型。同时 ,通过在雷击瞬间测量发电机出线端过电压 ,对穿过绕组的雷电过电压进行了计算机仿真     

凸极同步发电机定子绕组内部故障的瞬态计算及有关保护方案的分析

运用多回路分析方法,建立了凸极同步发电机定子绕组内部故障的数学模型,并编制了仿真程序,可以对凸极同步发电机定子绕组内部故障的瞬态和稳态过程进行仿真;通过对仿真结果与实验结果的比较,验证了数学模型的正确性。依据仿真结果,计算了不同内部故障下各种保护方案的灵敏度,说明用瞬态基波分量校验的保护灵敏度比用稳态基波分量校验的灵敏度提高了。     

直驱式永磁风力发电机机侧PWM整流器的建模与仿真

采用等效电路的方法,建立了包括风力机、发电机侧PWM整流器在内的直驱式永磁风力发电机的机侧数学模型,应用坐标变换将三相静止坐标系上的数学模型转化成了d-q旋转坐标系上的数学模型。采用电流内环和电压外环的双闭环控制策略,并利用Matlab/Simulink软件平台搭建了系统的仿真模型并进行仿真。仿真结果证明了机侧功率因数控制的可行性与有效性。     

基于隐式梯形–时步保持法的3/12相电机建模

综合电力系统（integrated power system,IPS）包含3/12相双绕组发电机等特殊高阶非线性元件,现有电力系统电磁暂态仿真软件均不提供其仿真模型。为此,采用隐式梯形法对双绕组发电机数学模型进行差分离散化处理,通过定、转子分离迭代,推导出电机等效电路模型,并在PSCAD中建立双绕组发电机仿真模型。应用时步保持算法,将模型的仿真时步划分为计算时步和保持时步,提高了计算速度。最后,构建综合电力推进系统试验平台,发电机空载短路、推进系统调速的试验与仿真结果吻合,验证了建模方法的有效性和所建模型的正确性。研究表明,基于隐式梯形–时步保持算法的建模方法能够准确高效地建立双绕组发电机的仿真模型,可应用于EMTP类仿真软件,并可推广至IPS各类多相电机建模。     

双绕组高压发电机外部故障仿真模型

建立了双绕组高压发电机的详细电路分析数学模型。模型可以用来分析双绕组高压发电机的稳态运行、外部相间故障或接地故障。采用理论分析方法计算了高压发电机的两套三相定子绕组的自感和互感,并且以11 MW、45 kV的双绕组高压发电机为模型,给出了稳态运行和故障时的仿真结果。利用该模型可以对高压发电机的保护方案进行有效的验证或者作相应的改进。     

双绕组高压发电机外部故障仿真模型

建立了双绕组高压发电机的详细电路分析数学模型。模型可以用来分析双绕组高压发电机的稳态运行、外部相间故障或接地故障。采用理论分析方法计算了高压发电机的两套三相定子绕组的自感和互感，并且以11MW、45kV的双绕组高压发电机为模型，给出了稳态运行和故障时的仿真结果。利用该模型可以对高压发电机的保护方案进行有效的验证或者作相应的改进。     

油浸式电流互感器一次绕组温升特性的计算与分析

分析了油浸式电流互感器一次绕组内外变压器油的流动与换热特性,提出了一套计算其流动与温升特性的数学模型,并研制了通用计算机软件。计算结果与不同规格、不同工况的产品试验结果基本一致。该计算方法和软件对提高油浸式电流互感器热设计水平、保证产品可靠性具有重要意义。该方法原则上也适用其他流体（ 如ＳＦ６） 作为绝缘介质的互感器热性能计算与分析。     

变压器线圈涡流损耗的解析算法

本文提出了变压器线圈涡流损耗的解析算法,给出了变压器窗口漏磁场及导体涡流损耗的解析公式,讨论了双重富氏级数收敛项数的选择,并以两台具有短路损耗实测值的变压器为例进行了计算、对比.     

带抽能线圈并联铁心电抗器的分析

提出带抽能线圈并联铁心电抗器的等效电路和电感参数(自感和互感)设计公式,通过对这种特殊并联电抗器三维非线性磁场的有限元分析,准确地计算出电抗器的电感参数以及抽能线圈空载和负载情况下电抗器的伏安特性曲线.对一个试验模型和两台电抗器进行计算表明,应用此方法获得的计算结果与测量结果吻合.     

多绕组变压器复合短路阻抗的求解方法

给出了复合短路阻抗的定义 ;提出了求解单相多绕组变压器复合短路阻抗的方法 :用常规的方法准确计算变压器所有两绕组间的短路阻抗 ;用论文中推导的公式计算变压器的导纳矩阵 ;利用各种短路工况所决定的端口条件 ,求解由上述导纳矩阵决定的多绕组变压器电压与电流关系线性方程组 ,获得变压器各绕组的电压、电流 ;利用这些已知的电压、电流 ,最后求得短路工况所决定的变压器复合短路阻抗。以我国最近研制成的 30 5km/h的高速电力机车主变压器为例 ,给出了各种复合短路阻抗的计算值和试验值。结果表明论文所提出的方法是正确的 ,有实用价值     

Effect of winding harmonics on the asynchronous torque of a single-phase line-start permanent-magnet motor

This paper presents an analytical method for calculating the effect of winding harmonics on the asynchronous torque of a single-phase line-start permanent-magnet motor. The method is an extension of earlier work, which combines symmetrical-component analysis with d-q-axes theory to model the various components of forward and backward rotating fields. The effect of individual winding harmonics is brought out both theoretically and experimentally by comparing the calculated and measured torque/speed characteristics for a series of six motors with different distributions of turns in both main and auxiliary windings.     

高压限流熔断件的二维温度场数学模型及其应用

经过简化处理，建立了螺旋式高压限流熔断件二维温度场的数学模型，并采用有限元法进行计算和分析。通过对两种熔断件时间－电流特性的计算，验证了模型的合理性。     

变压器绕组温升外推法的数学方法研究

本文中作者详细介绍了GB 1094.2-2013液浸式变压器温升试验绕组外推法计算电源切断瞬间的绕组温度的数学方法推导过程,并根据其计算原理提出了一种通过软件计算相关参数的方法和变压器绕组温度测量值的修正建议。     

凸极同步电动机起动时起动绕组温升的计算

本文论述了凸极同步电动机起动时起动绕组温升的计算。建立了起动绕组及其周围的简化二维温度场数学模型,并由有限差分方法求其数值解。最后给出了计算实例。计算结果与实验结果比较表明,该计算适于工程实用。     

倍极感应励磁同步发电机的电感参数与转子励磁电流

在倍极感应励磁同步发电机中，转子励磁绕组中的励磁电流是由定于直流绕组建立的倍极磁场感应产生。转子励磁电流与定于直流绕组电流之间的关系是其重要电磁关系，通常用绕组电感参数表达，但由于该类电机结构的特殊性，有关电感参数的计算十分困难。本文从电感系数的基本定义出发，提出了一种有关电感系数的等效计算方法，并由此得出了用绕组参数表达的转子励磁电流实用计算公式，其正确性得到了实验验证。     

出游法中概率模型的改进

本文将不等步长的差分网格的概率模型应用于出游法中，通过对一弯形极板形成的二维静电场的计算，清楚地表明，用这种模型不仅大大减少了计算时间，提高了计算效率，而且为计算局部复杂边界场提供了方便。本文用此模型计算了变压器高压绕组导线圆角附近的电场，并证实了导线圆角对变压器端部电场分布的有利影响，对工程实际有定的参考意义。