计及频率变化的感应电动机负荷特性分析

对于异步联网系统中网架结构比较薄弱的省网系统或者系统解列后形成的孤岛,发生故障时会引起比较大的频率波动,在此情况下对感应电动机进行建模时考虑其频率特性尤为重要。基于感应电动机一阶机械暂态模型,利用解析法分别推导出不同负载特性下稳态及动态转差率关于系统频率的表达式,并在此基础上计算吸收的有功功率和无功功率,进而分析感应电动机的功率-频率特性。在MATLAB中建立感应电动机五阶电磁暂态仿真模型,仿真分析不同负载特性感应电动机的功率-频率特性。仿真结果与理论推导结果吻合,验证了在简化模型下推导得到的感应电动机频率特性解析式的正确性和有效性。     

计及变频器的感应电动机负荷特性分析

感应电动机是电力系统中最常见的动态负荷类型,其负荷特性对电力系统运行有着重要影响。当前随着变频器在工业界的广泛应用,带变频器的感应电动机负荷特性与传统感应电动机负荷存在很大的不同。通过建立带PWM变频器感应电动机的数学模型,研究其有功功率P和无功功率Q在稳态低电压及故障动态时的变化情况,分析了计及变频器的感应电动机负荷特性,并与传统感应电动机负荷进行比较。     

考虑频率特性的感应电动机负荷模型的对比研究

以往主要研究负荷的电压特性,很少研究频率特性。而在小电网或者薄弱电网频率可能有明显变化,所以需要研究电力负荷的频率特性。给出考虑频率特性的五阶电动机负荷模型和新三阶实用电动机负荷模型,提出两种负荷模型的参数辨识方法,通过蚁群算法辨识其中的重点参数。结合仿真算例,分别对比考虑和不考虑频率变化时的五阶电动机负荷模型、新三阶实用电动机负荷模型,还对比了两种负荷模型。根据新疆电网的实际扰动数据,对考虑频率特性的必要性进行了校验,结果表明,考虑频率特性所得参数辨识结果更精确、拟合效果更好,考虑频率特性时五阶电动机负荷模型效果更好。     

电力综合负荷感应电动机模型参数的研究

描述电力综合负荷感应电动机模型的数学表达，模型参数和辨识原理。讨论获取综合负荷故障特性的实验方法和步骤，利用实验室实测数据用总体测辨法辨识出感应电动机模型参数，并与调查所得的感应电动机的空载和短路实验数据所计算出的参数进行对比分析，得出一些有益的结论，为研究湖南电网综合负荷特性提供了可靠的理论和工程依据。     

计及频率变化的感应电动机实用模型

频率是电力系统运行中的重要参数,电力系统仿真计算中必须考虑电力设备的频率特性。为此在电动机物理Park模型的基础上,重新定义电动机模型的实用变量,提出了考虑频率变化的电动机新定义3阶实用模型。传统定义3阶实用模型在实际应用中往往忽略了频率的导数项,由此给系统仿真带来了误差;而在新定义3阶实用模型中,实用变量的定义均不包含频率,电动势为磁链的线性关系,在电动势求导过程中不会出现频率的导数项。与传统定义3阶实用模型相比,该新定义3阶实用模型能够在不增加模型阶数的前提下准确考虑频率的影响。通过仿真算例验证了新定义3阶实用模型的准确性和有效性。     

计及频率特性的实测负荷建模

在一些微网系统或较小的孤岛中,如果发生故障或存在特殊的冲击负荷,在负荷建模时同时考虑频率和电压特性,能够真实地反映实际系统的负荷动态特性。本文结合实际电网,改进综合负荷模型结构里静态负荷和动态负荷中与频率相关的部分,同时以电压和频率作为输入量进行负荷建模,将建立的负荷模型应用于实际系统进行仿真验证,并做泛化能力的分析,结论证明依据本文所提方法所建立的负荷模型贴近实际情况,并且证明了在某些特殊电力系统中应该考虑频率因素对负荷模型的影响。     

反映综合负荷动特性机理的感应电动机模型

针对感应电动机（IM）动态负荷模型（IM_DLM）不足以描述综合负荷特性，因而不实用的问题，采用解 耦辨识的方法分析了综合负荷有功功率特性和无功功率特性所对应的IM_DLM的不同；提出了在IM_DLM中引入一个无功功率“静态补偿”（LSVC）项的新模型 （LSVC_IM_DLM），并对引入的LSVC项的物理机理进行了定性分析。通过比较河北于庄和广东郭塘2个变电站的不同类型负荷特性对IM_DLM和LSVC_IM_DLM的辨 识结果，表明LSVC_IM_DLM较符合综合负荷的物理机理，其模型参数分散性小，LSVC项系数能反映不同负荷类型的变化，是一种具有重要实用价值的机理 型动态负荷模型。     

感应电动机负荷参数及运行状态对电力系统小干扰稳定性的影响

以EPRI-7节点系统为研究对象,负荷模型采用50%恒阻抗并联50%感应电动机,利用PSASP软件,通过改变感应电动机定转子电抗、电阻、惯性时间常数等参数,分析感应电动机参数变化对电力系统小干扰稳定性的影响,并考虑了感应电动机处于不同运行状态时,系统阻尼比的变化。分析结果表明,感应电动机的转子电阻、定子电抗对电力系统的小干扰稳定性影响比较大;并且感应电动机运行在额定状态附近更有利于系统的小干扰稳定。     

感应电动机参数对厂用电切换方式的影响

厂用电快速切换是提高负荷供电可靠性的一种重要手段.鉴于现代负荷以感应电动机为主,文中以一个典型发电厂为例,采用PSCAD/EMTDC深入分析感应电动机参数对快速切换、同期捕捉切换和残压切换的三种电源切换方式的影响.研究发现电动机惯性常数和负荷转矩负载率主要影响快速切换和同期捕捉切换;而残压切换方式主要受电动机转子电阻,励磁电抗和负荷转矩负载率的影响.该文对于研制更为有效的厂用电切换装置具有一定的参考意义.     

计及负荷特性的电力系统低频振荡分析

针对单机-无穷大系统,推导在不同负荷特性下系统阻尼转矩系数的表达式,从理论上分析了负荷特性对低频振荡阻尼的影响,并就具体算例求出系统机电振荡模式,用Matlab软件对系统进行动态仿真,结果验证了所得结论。     

Basic principle and maximum torque characteristics of a six-phase pole change induction motor for electric vehicles

In addition to basic characteristics such as small size, lightweight and easy maintenance, the electric vehicle (EV) motor is required to possess characteristics that allow for the production of high torque in low-speed region and to realize a wide-speed range of constant power in high-speed region. In an attempt to improve further the constant power operation of the induction motor (IM), this paper proposes a six-phase pole change IM (six-phase PCIM). The six-phase PCIM further expands the constant power operation range without increasing either volume or current of IM. To clarify the basic principle and torque characteristics of the six-phase PCIM, its winding method and distribution of magnetomotive force (mmf) will first be examined. Then, by establishing a performance calculation method based on a quasisinusoidal wave method, the feasibility of a highly precise performance calculation sufficient for actual use will be demonstrated. Furthermore, by clarifying through experiment the maximum torque characteristics, the feasibility of expansion of the constant power operation range will be confirmed and its effectiveness in the EV will be discussed. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 118 (3): 78–91, 1997     

Causes and characteristics of the electromagnetic vibration of a squirrel cage induction motor under load

Three-phase squirrel cage induction motors (IM) have been used in all types of industry, because of their robustness and simplicity of structure, low cost, and ease of maintenance. Due to the resultant air gap flux wave, an IM produces electromagnetic vibration and noise more or less regardless of the slot combination. Recently, reduction of electromagnetic vibration and noise has become important from the standpoint of environmental improvement. Vibration caused by an IM at no-load has been studied for many years and its basic factors have been analyzed. However, electromagnetic vibration under load has not been analyzed sufficiently. Since vibration under load conditions is affected by load and installation, analysis of this vibration is a rather difficult task. But study of the electromagnetic vibration of the motor itself under load is basically the most important item. This paper clarifies, theoretically and experimentally, the causes and characteristics of the electromagnetic vibration of an IM under load conditions. First, general equations are derived for the dominant electromagnetic force waves that produce electromagnetic vibration. Causes and vibration modes are clearly classified and a theoretical analysis provides a basic concept for electromagnetic vibrations. Second, electromagnetic vibrations for various loads are measured taking the effect of natural frequency of the motor into consideration. The measured data are classified and analyzed in detail, based on the proposed theory. © Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 120(4): 81–89, 1997     

感应电动机变频运行的方式及特性

在感应电动机等效电路的基础上，分析了当电源频率发生改变时，等值电路中主要参数的变化规律。给出了变频调速状态下感应电动机恒电压频率比、恒磁通、恒电流和恒功率调速情况下的运行特性。     

考虑带泵类负载感应电动机影响的静态电压稳定性分析

为了更准确计及泵类负载机械特性对配电网静态电压稳定的影响,建立了一种将感应电动机T型等效电路与泵类负载机械特性相结合的感应电动机负荷模型。将其用于配电网潮流计算,采用前推回代法求解。进而将其用于连续潮流计算,建立了带泵类负载多台相同感应电动机的等效负荷模型,分析负荷连续增长对配电网静态电压稳定的影响。采用IEEE33节点算例对提出的模型与方法进行仿真验证,并与负荷按恒功率因数增加模型的连续潮流进行了对比。仿真计算验证了所提方法的合理性和有效性,表明采用该模型所得的静态电压稳定裕度要小于采用恒功率因数负荷计算结果,更接近工程实际情况。     

双初级耦合直线感应电动机集总参数模型

在动子进行高速大推力运动场合,直线感应电动机可以设计为N(N≥2)台电机初级绕组上下并联布置共用一个次级的结构形式.本文针对N=2的情形,分析了双初级耦合直线感应电动机上下初级绕组边缘气隙磁场耦合和次级涡流路径耦合关系,在此基础上针对双初级耦合直线感应电动机中双初级上下定子单独通电、双初级同时通入同向电流、双初级同时通入反向电流等不同工况,建立了统一的集总参数模型,并进行了耦合参数的辨识.模型计算和小型试验样机实验结果吻合较好,证明了理论分析的正确性.     

基于转差率的感应电机最优效率控制

针对感应电机的能量优化问题,提出了一种基于转差率的感应电机最优效率控制方法和算法,用于恒压频比(VVVF)感应电机驱动系统,并给出仿真结果。该方法具有明显的节能效果。     

不同定转子漏电感比例关系对异步电动机动态特性和参数识别精度的影响

应用异步电动机动态数学模型，就不同定转子电感比例关系对电动机动态特性和遗传算法参数识别精度的影响进行了对比分析，给出了若干典型动态特性和参数识别结果。不失一般性，也给出了若干稳态特性。结论是对于提高遗传算法参数识别精度有积极作用。