计算同步发电机负载电动势波形的转子最小旋转角

为了快速计算同步发电机负载运行时的稳态性能,希望在转子相对定子旋转的角度尽可能小的情况下就能够准确得到电枢绕组电动势波形。根据电机理论,针对分数槽绕组同步发电机负载运行时的气隙磁通密度进行分析,得到了准确计算电枢绕组电动势波形的转子最小旋转角。应用有限元法计算最小旋转角范围内定、转子不同位置下的电磁场,通过对电磁场计算结果进行后处理,得到了定子每个齿磁通在一个或者多个周期的变化波形,从而快速计算电枢绕组电动势波形。对两台不同电枢绕组形式的永磁同步发电机负载电动势波形进行了计算,通过对计算结果进行比较,验证了方法的正确性。在一台电机上进行了实验,计算结果和实验结果较吻合。该方法具有计算准确以及计算量小的优点。     

补偿脉冲发电机电感的解析算法

补偿脉冲发电机(CPA)及旋转磁通压缩脉冲发电机(ARFC)在运动过程中,内部电感发生周期性的变化。本文用分离变量法,考虑各次谐波,推导出电感随着定、转子相对位置不同而周期性变化的关系式,计算出内部电感在某些特殊时刻的大小。通过比较计算值与实验值的差别,分析误差原因、提出修正计算的办法。样机的实验结果表明,本文提出的关系式及对电感的修正计算是合理的,对补偿脉冲发电机的设计和运行特性计算提供了基础和依据。     

催化裂化装置主风机异步电动/发电机并联电容过电压分析

重点论述催化裂化装置烟气能量回收机组在异步电动/发电机和机旁并联电容器组成的系统脱网后,由于电容器容量配置不当,异步电动/发电机机端电压不降反而异常升高,导致机端过电压的现象。基于异步电动/发电机的发电原理,利用异步电动/发电机发电时的空载伏安特性和电容器伏安特性曲线,理论分析能量回收机组转速变化对异步电动/发电机机端电压和电容器端电压的影响。针对过电压的原因,简要介绍了异步电动/发电机在不同工况和负载率下,机旁电容器无功补偿容量的计算方法,并结合实测结果,对目前在容量计算中存在的问题进行分析,同时指出在计算补偿容量时应注意的事项。此外,还简述了催化裂化烟气能量回收机组中的异步电动/发电机在电动、空载和异步发电三种工况下的工作运行特点。     

补偿脉冲发电机电流脉冲成形的分析

补偿脉冲发电机利用电磁感应定律和磁通压缩原理,集能量存储、机电能量转换和脉冲成形于一体,是一种很有潜力的高功率、小型化脉冲电源。为深入研究补偿脉冲发电机的工作原理及脉冲成形电流,在简化的电机原理图和一定假设的基础上,详细推导了脉冲发电机在3种不同补偿方式下输出电流的表达式;以选择被动补偿为例,应用MATLAB软件对建立的脉冲成形电流进行了分析计算,得到了各种情况下脉冲发电机的典型脉冲电流波形,进而对比分析了电流脉冲波形与点火角度、线圈相对位置、耦合深度、补偿形式等因素的关系;比较了有补偿和无补偿情况下的脉冲电流波形;通过对补偿式脉冲发电机脉冲成形电流的分析得到了其与脉宽、脉冲能量等的对应关系。     

单独运行异步发电机特性计算

单独运行的电容激磁异步发电机,在一些特定的场合下既可作发电机运行,又可作电动机运行.有一定的特色。本文在实践验证的基础上提出一特性的计算方法。一、电磁负载选择与参数计算异步发电机的磁通密度一般应选在磁化曲线的拐点处。如仅作发电机运行、短时工作、要求外特性较硬时,宜选择较高的磁通密度。如对外特性要求较高的异步发电机,则还应增设稳速稳压装置。磁路及参数的计算方法与一般异步电动机相同,但需计算不同频率(根据异步发电机的频率变化范围确定)下的若干工作点。     

主动补偿脉冲发电机电感的两种计算方法

主动补偿脉冲发电机负载绕组的电感随着围转子的旋转呈周期性变化。本文分别从“路”和“场”的观点，通过气隙磁导和磁链以及磁场的解析解推导了计及气隙磁场空间谐波的负载绕组电感系数计算表达式，为主动补偿脉冲发电机的设计和仿真提供了依据。     

孤岛微网虚拟同步发电机不平衡电压控制策略

在分析虚拟同步发电机带不平衡负载运行特性的基础上,提出改进的虚拟同步控制策略。在虚拟同步功率控制环后增加机端电压控制环,并在同步旋转坐标下对机端电压进行分序控制,实现机端电压三相平衡。利用虚拟阻抗对线路阻抗引起的负序电压降进行补偿,实现母线电压三相平衡。改进后的控制策略保留虚拟同步发电机的特性,实现孤岛微网虚拟同步发电机带不平衡负载时母线电压三相平衡,提高虚拟同步发电机供电质量。通过仿真及实验验证所提控制策略的正确性及有效性。     

主动补偿脉冲发电机参数对电流波形的影响

本文对主动补偿脉冲发电机的脉冲电流波形的峰值、脉宽和形状进行了分析和计算，讨论了电机参数和负载参数对波形的影响，找出了某些控制规律，为该类电机的设计提供了设计依据。     

自激异步发电机变速恒压运行时电容值的计算

为保证自励异步发电机在转速和负载改变时能稳态恒压运行,采用改变机端电容值的措施,并给出了机端电容值的计算方法。以异步发电机带阻感负载稳态运行时的等值电路为基础,推导了回路阻抗方程,依据异步发电机稳态运行时同路阻抗为零这一必要条件,选择同路阻抗绝对值为目标函数,把端电压作为优化约束条件,利用单纯形法计算了不同转速和负载下的机端电容值,克服了传统方法不能处理有约束问题的弱点,计算值与实验值的一致证明了方法的有效性。此法亦可用来计算并联补偿电容值。论文还给出了恒定负载时机端电容值与转速的关系曲线,说明异步发电机恒压运行时存在临界转速。     

并联补偿电容对自励异步发电机运行性能的影响

针对自励异步发电机自身存在的带负载能力差的缺点,采用并联补偿电容的方法来解决这一问题。以独立运行异步发电机等值电路为基础,令电路的回路阻抗为零,采用降阶消元的简化迭代方法分析异步发电机的稳态运行性能,计算结果与实验结果相吻合,说明了分析方法的正确性。通过比较自励异步发电机带电阻性负载和阻抗性负载时投入不同数值的并联补偿电容后的外特性说明了并联补偿电容能够提高异步发电机的带负载能力。计算还表明,投入并联补偿电容的时机不同会影响异步发电机的电压调整率。通过比较投入前后的最大电压调整率得到了电容的最佳投入时机。     

基于暂态模型的异步发电机稳压电容计算

鉴于机端电容大小对异步发电机端电压的影响，为保证异步发电机稳压运行，提出了一种计算电容值的方法。把异步发电机稳态运行作为暂态运行的特殊情况考虑，根据任意速旋转坐标系统下异步发电机的暂态模型，推导了稳态运行时相应的矩阵方程。令发电机稳态运行所对应齐次方程的行列式为零，并使发电机的端电压为恒值，计算不同运行状况下机端电容值。以发电机端电压保持恒值为约束条件，用直接搜索优化方法求解目标函数，此法克服了传统的迭代解法稳定性差与难于处理有约束条件之缺点。论文给出了异步发电机在不同负载下稳压所需的机端电容值，计算结果与实验结果的相互吻合说明了分析方法的有效性与准确性。     

空心补偿脉冲发电机温度场计算与分析

空心补偿脉冲发电机采用新型复合材料替代传统的铁心,在提高电机的功率密度同时,也带来了一些新的问题。由于复合材料导热性能较差,导致电机整体的散热性能不佳,因而连续放电运行时电机的热性能预估显得十分重要。针对该问题,建立了空心脉冲发电机的温度场有限元模型,对绕组和气隙进行了合理的等效简化,提出一种计算电机内空气温度的迭代算法,并通过实验验证了仿真模型的正确性,为同类电机的温度场计算提供了方法。提出利用电磁场有限元仿真计算电机热源损耗的方法,分析了其驱动轨道炮负载时的温度场,讨论了不同放电周期下电机的温度分布特点及变化规律,计算出样机连续运行的安全放电周期,为后续指导电机的负载实验和优化设计奠定了基础。     

两相永磁被动补偿脉冲发电机研制

补偿脉冲发电机是一种可广泛应用于高功率激光、聚变反应堆、电磁发射及飞行器电磁弹射的特殊同步发电机,因其需要激励系统产生工作耦合磁场,导致系统体积和质量增大,可靠性降低。为提高其可靠性和储能密度,设计了一种采用永磁体激励,结构较为简单,具有较高功率密度的新型补偿脉冲电机。采用解析方法对样机进行分析,获得了样机的空、负载简化解析模型,解析模型与有限元方法的结果比较一致,可以简单准确地对该电机进行设计与分析。设计了一台缩比样机,开展了样机试验,结果表明:永磁补偿脉冲发电机绕组电感得到有效补偿,缩比样机能够输出较大功率脉冲电流,脉冲电流波形与计算和仿真分析结果基本一致。     

旋转电枢式水轮发电机电磁参数的有限元计算

为了研究旋转电枢式水轮发电机的电磁参数,本文通过应用有限元方法建立一台10kW旋转电枢式水轮发电机模型机的数学模型,分别应用磁链法和能量法计算了旋转电枢式水轮发电机的电感参数随转子转动的波形,并对两种方法的计算结果进行对比分析。结果显示,磁链法和能量法计算所得的电感参数波形基本吻合,幅值相差不超过5%,从而验证了该计算方法的准确性。     

径向充磁双绕组横向磁通永磁发电机

横向磁通永磁发电机的旋转方向垂直于内部永磁体产生磁力线所在的平面,解决了传统永磁发电机磁路和电路相互制约的问题。因其具有高转矩密度、良好低速特性等优势,故在低速直驱风电领域得到了广泛的关注。基于目前磁通切换型横向磁通永磁风力发电机永磁体利用率不高的问题,本文提出了一种径向充磁双绕组横向磁通永磁发电机结构,在阐述了径向充磁双绕组横向磁通永磁发电机的基本结构和原理之后,为得到发电机设计时的主要参数,通过传统永磁发电机经验公式推导出该发电机的电磁设计公式,在此基础上通过ANSYS Maxwell软件对径向充磁双绕组横向磁通永磁发电机空载情况进行三维有限元分析,得到内、外齿下气隙磁密、磁链和反电势等参数,验证了所设计发电机的合理性。     

无刷励磁交流发电机的交流励磁机计算

经分析认为无刷励磁交流发电机的励磁机实质上是一交流发电机,其输出经过旋转整流器输入主发电机励磁绕组励磁,其负载相当于大电感而旋转整流器则作为旋转开关,将负载电流从一相转换至另一相,本文通过分析推导计算公式,来确定励磁线路的有关参数。认为计算与实测结果都较接近。     

活塞式螺旋绕组磁通压缩发电机技术及进展

为了引起对活塞式螺旋绕组磁通压缩发电机(P-MFCG-HW)的足够重视,按照技术储备、系统概念、典型设计、原理实验4阶段介绍了P-MFCG-HW的研究历史;讨论了P-MFCG-HW概念分析、理论模拟、实验研究的现状;与单级发电机、逆轨道炮、补偿脉冲交流发电机、爆炸式磁通压缩发电机等对比,从驱动机、发电方式、军事应用等方面分析了P-MFCG-HW的技术特征和优势;指出了P-MFCG-HW是一种技术集成度高、结构紧凑、可供机动部署、并有广泛军事应用前景、值得关注的一种脉冲功率电源。     

直驱永磁风力发电机的瞬态电磁场计算

在进行直驱永磁风力发电机设计时,磁路计算无法得到电机的准确运行参数和运行特性.为了求解电磁参数和性能曲线,本文在阐述了瞬态场计算原理的基础上,对兆瓦级直驱永磁风力发电机进行了不同工作状态的场路结合计算,得到了电机在空载、独立负载和直接并网状态下的电磁场分布情况.计算结果表明电机电磁性能满足额定要求,不同负载下端电压可调节,可在一定范围内过载运行.本文论述的计算方法和计算流程对于研究永磁风力发电机具有较高的工程应用价值.     

永磁同步单转子压缩机低频转矩补偿控制研究

针对变频空调永磁同步单转子压缩机低频运行时负载转矩不稳定,导致振动大的特点。本文首先分析永磁同步单转子压缩机的工作原理和负载转矩变化特点,根据负载变化规律提出采用前馈控制和反馈控制相结合的方法有效降低低频运行时的振动。根据负载周期变化特点设计前馈函数,根据压缩机工作的压缩半周期和吸气半周期的运行时间差作为反馈,利用最优控制方法调节前馈补偿参数。通过实验测试验证:本方法可以有效降低永磁同步单转子压缩机低频运行时的振动,降低空调噪音,提高用户舒适性。     

基于前馈控制的压缩机负载转矩补偿方法

针对压缩机在低速运行时存在转矩脉动问题,研究了一种基于前馈控制的负载转矩补偿器。通过滑模观测器获得了电机的转速,在提取转速波动的基波分量之后,采用滤波器获得了转矩补偿幅值和转矩补偿角,将补偿量反馈给控制系统对负载转矩进行补偿。仿真分析表明该方法能有效地抑制转矩脉动,降低转速波动,从而补偿负载转矩。实验结果证实,加入转矩补偿算法后,压缩机的振动减轻,噪声降低,证明了该方法的可靠性。