同步电动机用无刷励磁机电磁设计研究

本文提出的同步电动机用无刷励磁机的主要作用是在同步电动机转子从零到接近额定转速范围内通过整流器为同步电动机提供励磁。无刷励磁机和整流器与主机同轴。同时,无刷励磁机结构类似于绕线式感应电机,但其定子三相绕组接由晶闸管组成的固态三相交流调压器。这样通过调整调压器就可以控制转子电流的大小。本文介绍了整个无刷励磁系统的原理。此外,对无刷励磁机的等效电路、功率流程、参数等进行了分析研究,并以42000kW(电动机额定功率)实际电机为例,利用由此开发的无刷励磁机电磁设计软件和有限元软件对其进行了计算,其计算结果与试验结果比较吻合,由此说明本文提出的方法是行之有效的。     

一种三级式航空无刷同步电机起动控制策略

针对三级式航空无刷同步电机在采用单相交流励磁方式实现起动功能的过程中,主发电机励磁电流脉动,与励磁机电磁和机械耦合严重,采用单一电动机模型的传统起动控制方法会导致电机转矩脉动大、带载起动困难的问题,通过分析励磁机在起动过程中的输出特性,研究集励磁机和主发电机的一体化数学模型,提出了一种在非恒定电流励磁情况下的三级式航空无刷同步电机起动控制策略。实验结果表明,该控制策略对励磁脉动干扰不敏感,可明显提高电机在电动状态时的运行稳定性以及带载能力。     

新型混合励磁发电系统用无刷励磁机电磁性能分析

本文提出了新型混合励磁发电系统,它由混合励磁发电机、无刷励磁机和旋转整流器构成,其中混合励磁发电机转子由结构上独立的两部分——永磁体和电励磁组成,定子铁心沿轴向分为三段:永磁部分定子铁心、电励磁部分定子铁心以及中间部分定子铁心,其中中间部分定子铁心采用非导磁材料。新型混合励磁系统具有永磁电机高效、高功率密度的优点。本文仅针对新型混合励磁发电系统中的无刷励磁机进行分析,无刷励磁机结构与绕线式异步电机结构相似,定、转子均采用三相绕组,无刷励磁机的转子与混合励磁发电机转子同轴,转子绕组经固定在同发电机转轴上的二极管整流将交流变为直流,供给混合励磁发电机励磁。同时本文采用电磁场有限元法对无刷励磁运行机理和电磁性能进行分析,其中包括供电电源类型、定子电流特性和转矩特性等。本研究成果对掌握无刷励磁机运行特性具有重要作用。     

200MW发电机无刷励磁机研制成功

北京重型电机厂200ＭＷ汽轮发电机的无刷励磁机是国内首次开发试制的最大容量无刷励磁机。该机与数字式励磁调节器一起以其先进的技术和优势得到用户(新疆红雁池电厂)和专家的确认。北京重型电机厂设计、生产过100ＭＷ发电机及以下容量发电机的无刷励磁机,但200ＭＷ发电机无刷励磁机在设计制造上仍存在很大的难度。经过3年艰苦努力,精心设计、制造,这台励磁机于1999年1月试制成功,全部型式试验达到了设计要求。该机试制成功,标志北京重型电机厂设计制造水平又上一个新台阶,再次确立了无刷励磁技术在国内的领先地位。这台无刷励磁机的主要技…     

无刷发电机励磁系统的一种特性

讨论了旋转整流器式无刷同步交流发电机励磁系统的一种特性，即线性电流放大器特性。具有这种特性的无刷交流发电机的主发电机励磁电流ＩＦ与交流励磁机的励磁电流ｉｆ间有比例关系，不因电机工作状态的改变而改变。这样减小了励磁电流ｉｆ的变化范围，改善了电机的动态特性。     

新结构无刷电励磁同步电机设计与分析

提出了一种新结构的无刷电励磁同步电机,该电机取消了传统的同步电机转子侧的电刷和滑环,且其不需要单独的励磁机与同步电机相连,使得电机结构得到简化,提高了同步电机系统的功率密度,并同时具有可控性好,运行可靠,易于维护等优点。运用Ansoft软件设计了一台11 kW的无刷电励磁同步电机,仿真分析了该同步电机的磁力线、磁密分布、损耗等。并研制一台样机进行实验研究,进一步验证了所研究的新型无刷电励磁同步电机在理论分析、电磁设计上的合理性,同时也证明了整个无刷电励磁系统方案的可行性。     

多相无刷励磁系统旋转整流器故障的仿真与识别

多相无刷励磁系统中旋转整流器的损坏时有发生,故障恶化将严重影响主发电机的正常安全运行。为识别旋转整流器的故障,建立了包括旋转整流器在内的整个多相无刷励磁系统的多回路数学模型,对旋转整流器的正常运行和常见故障状态进行了仿真,仿真结果同励磁机额定运行值以及实验结果吻合。分析了旋转整流器各种状态时励磁机稳态定子励磁电流的频谱,并对特征机理进行了理论分析,在此基础上提出以励磁机定子励磁电流的4次谐波分量同22次谐波分量的比值作为故障识别对象,为多相无刷励磁系统旋转整流器故障诊断提供了理论依据。     

两种发电机励磁系统的浅析与研究

<正>主要介绍了无刷励磁系统与自并励静态励磁系统,并进行了性能比较,得出两种励磁系统的使用场合。无刷励磁系统的结构无刷励磁系统的结构原理如图1所示。励磁系统组成:1调节部分:调节器AVR、小容量可控整流器;2励磁电源:副励磁机、主励磁机、旋转整流器。无刷励磁系统最大、最明显的优点是无电刷。相应地,无这方面的维护量。另外,晶闸管整流器容量小,设计、生产简单。无刷励磁系统结构复杂,发电机轴系长,对     

无刷同步发电机交流励磁机电磁设计软件开发

文章基于电机设计基本原理,提出无刷同步发电机的交流励磁机(以下简称无刷交流励磁机)的电磁设计程序。针对此程序,利用Visual Basic 6．0,开发了基于数据库管理系统的无刷交流励磁机的设计软件。以一系列产品进行验征,程序运行可靠,达到预期结果,并运用Maxwell 2D对样机的磁场进行了分析。     

基于有限元法的无刷交流励磁机空载特性分析及额定励磁电流计算

针对无刷交流励磁机铁心结构的复杂性和铁磁材料饱和特性的影响,采用非线性有限元法,利用有限元软件Maxwell,建立无刷交流励磁机的二维模型,对空载特性及额定励磁电流进行研究分析。以1台28 kW无刷交流励磁机为例,对电机气隙磁场仿真分析并求取空载特性。计算所得的基波电势与实测结果相符,为此类电机电磁场的设计提供理论依据。在此基础上通过场路耦合的方法,用外电路来模拟额定负载工况,计算出额定工况下的励磁电流。该方法具有实用性,可为一般的交流励磁机励磁电流计算提供参考。     

独立磁路混合励磁电机的矩阵分析

独立磁路混合励磁电机结构特殊,分析计算也区别于常规电机。运用矩阵分析方法,导出该电机的稳态和动态数学模型,分析其磁场大范围可调制的机理,并给出一台由转枢式交流励磁机供电(无刷)的独立磁路混合励磁试验样机的计算实例及试验结果,获得了满意的一致性。计算数据与试验结果表明：改变电励磁磁势(magnetomtive force,MMF)的大小和方向可改变电枢感应电势(electromotive fore,EMF)的大小,而且感应电势与电励磁磁势近似成线性关系;由于励磁电流由转枢式交流励磁机提供,无需电刷,提高了系统的可靠性;独立磁路混合励磁电机和转枢式交流励磁机一体化设计,减小了体积,使系统结构更紧凑可靠。     

同步风力发电机无刷励磁系统设计

分析了基于可旋转变换器的无刷励磁原理,提出了基于可旋转变换器的同步风力发电机无刷励磁系统的设计方案。旋转变换器的输入为直流电,经过全桥逆变电路和旋转变压器以后,将电能传递到旋转部分,再经过整流以后给同步风力发电机励磁绕组提供直流电。根据风速变化,控制励磁机的励磁从而可以控制同步发电机的励磁,使得输出电压恒定;在额定风速...     

同步风力发电机无刷励磁系统设计

提出了无刷励磁同步风力发电机励磁系统设计方案,采用可控硅静止励磁装置向交流励磁机定子励磁绕组提供直流电,励磁机发出交流电经过旋转整流器供给风力发电机励磁。只需跟随风速变化,控制励磁机的励磁从而可以控制同步发电机的励磁,使得输出电压恒定。在额定风速以下,获得最大风能利用系数,额定风速以上,保证输出功率恒定。并提出了基于单神经元自适应PID控制算法的控制器设计,该系统具有可靠性高、抗干扰能力强、硬件简单和系统可扩展性强的特点。     

自备电厂发电机励磁系统稳定性分析及控制研究

励磁系统的控制模式和控制参数对发电机及电力系统安全稳定运行有较大影响,一些厂矿企业电网的停电事故,暴露出自备电厂运行时存在励磁系统稳定问题。针对此问题,建立了计及恒无功、恒功率因数励磁控制方式的Heffron-Philips扩展模型,形成系统状态矩阵,通过特征根分析研究影响励磁系统稳定性的主要因素;基于根轨迹方法提出一种考虑系统稳定性的励磁系统控制参数优化方法。剖析了某实际厂矿企业自备电厂发电机组异常振荡现象的机理,并改进了励磁控制参数,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

PAC-4000A发电厂自动电压控制装置研制

介绍了基于现场控制器局域网(CAN)总线的发电厂自动电压控制(AVC)装置的硬件和软件设计,讨论了装置实施过程中的安全性设计.该装置采用分布式结构,系统由上位机、下位机、后台机组成.上位机接收来自主站的调控目标并与实时监测的母线电压比较,根据控制策略实时给出各个发电机励磁电流调控目标,通过现场总线发送到各下位机;下位机对闭锁和约束条件进行校核后经机组自动电压调节器(AVR)或分布式控制系统(DCS)进行励磁调节;后台机完成数据的分析和管理功能.控制原理采用智能化变步长调节技术,较好地解决了控制精度与控制时间的矛盾.     

Fabrication and excitation testing of a fully superconducting brushless generator with magnetic flux pump

Development of a highly efficient excitation system is important in enhancing the potential of superconducting ac generators. A new conceptual design in which electricity is generated with a brushless exciter system using a superconducting dynamo (the magnetic flux pump) has been proposed. Research on a fully superconducting generator using both a superconducting armature and a superconducting field winding has been under way for the past 7 years. In this paper an experimental model of the machine is described and test results on brushless excitation with the magnetic flux pump, with the machine operating as a fully superconducting brushless generator with an estimated capacity of 20 kVA, are presented. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn. 118 (4): 35–45, 1997     

温室自动卷帘控制系统的设计

温室自动卷帘是利用卷帘机对温室大棚保温覆盖物进行自动卷放的一项技术。本文针对温室大棚的实际情况,设计了一种温室自动卷帘的控制系统,在自动卷帘的控制系统中,分别用电气继电器控制和可编程控制方法控制电动机启动、制动和正反转来实现自动卷铺草帘。通过使用温室自动卷帘机,减轻了劳动者的劳动强度,并提高了劳动效率。     

励磁系统改造过程中重要元部件参数基础设计计算方法

介绍了石景山电厂汽轮发电机组由原交流励磁机励磁系统换型为静止自并励励磁系统的改造工作中,励磁系统中重要元部件参数的设计计算方法和二次控制监视回路的设计方法。     

Applying static excitation systems

Many power generation plants in the pulp and paper industry are faced with high maintenance and downtime due to the excitation system. DC field breakers, motor driven rheostats, rotating exciter failures, commutator deterioration, and replacement parts for the automatic voltage regulator (AVR) are just a few of the problems typical of these aged power plants. The result is high overhead and potentially long down time of the generator system. The replacement of the rotating exciter and associated equipment for static excitation systems provides the positive solutions to these problems. The static exciter offers the design flexibility of easy retrofit for both small and larger rotating exciter systems. Additionally, it eliminates the maintenance overhead common to the brush type exciter. This article discusses the static exciter system that includes the power control devices (SCRs, also called thyristors), power transformer and automatic voltage regulator. The elimination of the DC field breaker can offer substantial cost savings. Solid state fast de-excitation circuits and its benefits are discussed. Lastly, selection criteria and application considerations are reviewed regarding types of static exciters