电子束空气等离子体电子数密度分布模型研究

基于Monte-Carlo模型计算出的电子束空气等离子体电子数密度分布,建立了不同工况下该等离子体的形态参数和电磁参数模型。利用该模型对有、无电子束空气等离子体时目标电磁散射的变化进行了仿真计算,获得了不同工况下遮挡等离子体后相对于遮挡前电磁散射强度平均相对衰减。将仿真结果与相应工况下的实验结果进行了比较,对比结果表明:基于Monte-Carlo模型计算出的电子束空气等离子体电子数密度分布具有较高的可靠性。因此,建立的形态参数与电磁参数模型为深入研究电子束空气等离子体特性奠定了基础。     

风电接入电力系统故障电流的影响因素分析及对继电保护的影响

在EMTDC／PSCAD平台上建立了鼠笼式、双馈式及直驱式3种常见风电机组的电磁暂态模型。比较直驱式风机电磁暂态数值模型与数模混合实验在各种故障条件及控制策略下的仿真结果,验证了模型的正确性。同时比较双馈式风机电磁暂态模型的故障仿真结果与双馈式风场短路实验结果,验证了所提双馈式风机电磁暂态模型的正确性。在以上模型的基础上,仿真了风电机组在各类故障条件下的电磁暂态特征,结果表明风机类型、风机的工作状态、风机所采用的控制方法、故障类型以及风电场的弱电源特性是影响并网运行风电故障电流的主要因素,研究结果为现有继电保护的改进与研发新原理继电保护打下了基础。     

Affecting factors of grid-connected wind power on fault current and impact on protection relay

在EMTDC/PSCAD平台上建立了鼠笼式、双馈式及直驱式3种常见风电机组的电磁暂态模型.比较直驱式风机电磁暂态数值模型与数模混合实验在各种故障条件及控制策略下的仿真结果,验证了模型的正确性.同时比较双馈式风机电磁暂态模型的故障仿真结果与双馈式风场短路实验结果,验证了所提双馈式风机电磁暂态模型的正确性.在以上模型的基础上,仿真了风电机组在各类故障条件下的电磁暂态特征,结果表明风机类型、风机的工作状态、风机所采用的控制方法、故障类型以及风电场的弱电源特性是影响并网运行风电故障电流的主要因素,研究结果为现有继电保护的改进与研发新原理继电保护打下了基础.     

线路综合故障电磁暂态建模与仿真

采用电磁暂态建模原理,利用时域仿真算法,建立了线路综合故障模型。该模型能够实现短路故障、断线故障、断线加短路故障、发展性故障的统一模拟。采用阻尼梯形法推导的电磁暂态方程。能够避免故障时的数值振荡问题。建立的等效断线故障电磁暂态模型在考虑对地电容影响的情况下,利用节点收缩原理消除了断口节点,较增加断口节点方法大幅降低了计算量,且比串联高阻抗方法仿真结果更加合理。同时,提出了断线故障下短路以及短路下断线的模型处理方法。仿真结果表明,所建模型可用干线路复杂故障情况下的电磁暂态过程研究,是线路故障下保护动作行为分析的有效手段。     

考虑电工钢应力-磁特性的电动汽车电磁性能仿真计算

针对汽车电机电工钢的应用技术和电磁性能模拟技术,开展电工钢的铁耗与电工钢应力-磁特性的研究,分析了剪切应力对电工钢片磁特性的影响,并提出考虑电工钢剪切应力的磁特性曲线拟合公式。然后基于电工钢的应力-磁特性,采用JMAG软件,建立了电动汽车用IPM永磁驱动电机电磁仿真模型。计算分析了该模型下的电磁性能,并与传统电磁模型仿真结果进行比较。     

可仿真任意工况的MMC等值电磁暂态仿真模型与平均值模型

基于对MMC在启动以及直流故障期间桥臂电容电压动态过程的分析,提出了改进的MMC等值电磁暂态仿真模型,并根据桥臂总电容电压的动态特性提出了可仿真任意工况的MMC平均值模型。在PSCAD/EMTDC下搭建了21电平MMC的详细电磁暂态仿真模型、等值电磁暂态模型和平均值模型,通过启动、电流阶跃、交流故障和直流故障、环流抑制器投切仿真,验证了所提出的等值电磁暂态仿真模型和平均值模型可以分别在换流站级和电力系统级的研究上取代详细开关模型并提高仿真速度。     

试论电器电磁问题的分析方法

本文从电器的工作频率出发，对不同频率下建立电器电磁问题分析模型进行了讨论，对不同电器电磁模型下的分析方法进行了较为详细的阐述，从当今科技发展的特点出发，对电器电磁问题研究的发展提出了展望。     

配电网电磁环网关键技术研究

阐述了配电网闭环运行方式下电磁环网的不同构成方式,分析配电网与输电网电磁环网的不同特点,提出配电网电磁环网阻抗解析模型及计算方法,分析电磁环网对配电网正常运行和故障工况的影响,并提出控制故障影响的方案.方案有利于合理安排和利用配电网电磁环网运行方式.     

基于高频电磁换向阀控制的汽轮机危急遮断装置研究分析

本文介绍了一种新型高频电磁换向阀的结构及工作原理,建立该电磁换向阀的仿真模型,通过对电磁回路、机械部分及液压系统之间的耦合仿真,获得了较准确的电磁换向阀静动态仿真结果,并将该高频电磁换向阀应用到一种汽轮机危急遮断装置上,通过仿真软件完成了对基于高频电磁换向阀控制的汽轮机危急遮断装置仿真模型的建立,通过模拟汽轮机各中工况下危急遮断器相关工作状态,进一步验证了基于高频电磁换向阀控制的汽轮机危急遮断装置的具有很高动态特性.     

基于EMTDC的阻抗匹配平衡变压器仿真

依据阻抗匹配平衡变压器的结构特点和电磁变换关系.以电磁暂态仿真软件EMTDC中的统一电磁等值电路(UMEC)变压器模型为基础,构建了电气化铁路牵引供电系统模型.通过对该模型在正常运行状态、故障状态以及空载合闸励磁涌流等状况下进行的大量仿真.详细分析了阻抗匹配平衡变压器在各种运行状态下的电气量波形特点和谐波特性.仿真结果为研究开发适合该变压器的继电保护原理和设备提供可靠依据.     

无刷直流电动机的换相转矩波动分析

基于无刷直流电动机换相过程电磁转矩的分析,推导出考虑绕组电阻和电感的换相转矩波动公式,并与现有文献常引用的Carlson经典文献只考虑电感忽略绕组电阻的换相转矩波动分析结果比较。给出了换相转矩波动率与绕组电磁时间常数和转速的关系。     

关于凸极同步电机磁阻转矩的探讨

对凸极同步电机电磁转矩的两个计算公式进行了比较和分析,指出了两式中磁阻转矩表达式的不同,根据磁阻转矩产生的机理,确定了磁阻转矩的计算公式.     

基于磁场解析模型与遗传算法的轴向磁通永磁电机多目标优化设计

针对基于有限元法(FEM)的常规优化方法存在计算量大、耗时长的问题,提出一种磁场解析模型与遗传算法相结合的轴向磁通永磁电机(AFPMM)多目标优化设计方法,该方法能够在保证一定计算精度的前提下快速实现电机的优化设计.首先,将AFPMM从复杂的三维模型等效为二维模型,通过子域法得到了电机的磁场解析模型,利用麦克斯韦张量法...     

基于直观线性化模型的同步发电机电磁力矩解析

含阻尼绕组同步发电机电磁力矩系数的传统算式忽略直轴阻尼绕组与励磁绕组的互感,且不考虑自动励磁调节(AVR)的作用。为提高电磁力矩系数计算的准确性,细化关于AVR和阻尼绕组对机组稳定性影响的认识,基于计及阻尼绕组作用的c1-c12模型,采用微振荡法建立了计及AVR以及直轴阻尼绕组与励磁绕组互感的同步发电机电磁力矩系数表达式。基于这些表达式,按是否与AVR有关,将电磁力矩划分为固有分量和受控分量,对交、直轴阻尼绕组,励磁调节主通道等对机组同步能力特别是阻尼能力的影响以及低频振荡的机理进行了详细分析。分析表明,AVR总是削弱机组阻尼;在AVR作用下,交轴阻尼绕组的阻尼作用得到增强,而直轴阻尼绕组反而可能提供负阻尼;外部电抗和有功负载的增大导致固有阻尼能力下降;AVR削弱阻尼的强度不仅与其增益有关,而且随着固有阻尼能力的下降而增强。根据c1-c12模型与Phillips-Heffronk1-k6模型下阻尼力矩系数之差,给出了k1-k6模型等效阻尼系数算式。     

电动自行车用永磁无刷直流电机电磁转矩控制

分析比较了三相六状态无刷直流电机各种PWM调制方式的优缺点．并利用无刷直流电机的数学模型．分析了不同调制方式下相电流和电磁转矩的计算公式。仿真结果表明．相同占空比下．采用单斩PWM调制方式对产生电磁转矩有利。     

考虑谐波影响后交流励磁电动机电磁转矩的分析与计算

虽然已有不少文章研究了交流励磁电机的运行性能 ,但是很少有文章在研究其性能时考虑了谐波电流的影响 ,特别是谐波对电机电磁转矩的影响。本文从该类电机的基本电磁关系出发 ,分析研究了基波电磁转矩及谐波转矩的特点 ,提出了基波谐波的等效电路 ,给出了谐波电路中参数的计算方法。导出了基波电磁转矩、稳定谐波电磁转矩及脉动谐波电磁转矩的计算公式。文章最后以一个实际的绕线型异步电机用交 直 交电压型逆变器供给励磁的交流励磁电动机为例 ,计算了主要谐波的稳定和脉动的电磁转矩以及电机总的电磁转矩。计算结果对进一步研究系统的驱动性能及电机与励磁系统的设计是十分有益的。     

潜油螺杆泵直驱细长永磁电机转轴扭曲对电磁转矩影响分析

针对潜油电机在负载运行时,其细长的电机转轴发生许用扭转变形导致输出转矩下降、电流上升等问题,推导许用扭转角与电磁转矩削弱系数的解析表达式,建立细长转轴扭转角与电磁转矩下降的定量关系曲线,为潜油螺杆泵机组故障原因提供了理论依据。研制单元组合式永磁直驱潜油电机,对其细长转轴进行3D有限元扭转变形应力分析。基于转轴扭转变形结果建立电机2D和3D斜极等效有限元模型,进行机械应力场和电磁场耦合计算,得出电机电磁转矩的下降情况。研制样机进行单元电机组合运行试验,验证了转矩削弱系数表达式的正确性。     

基于联合仿真的风电机组低电压穿越传动链扭振抑制研究

针对双馈风电机组传动链电网故障过程中可能存在的扭振问题,采用弹簧阻尼质量建模方法,建立了能够反映柔性特性的传动链模型,得出了其自然振荡频率与阻尼系统解析表达式,揭示了柔性传动链的欠阻尼系统本质。通过故障期间发电机电磁转矩特性分析,说明了通过发电机电磁转矩突变量与高频脉动控制减弱传动链机械扭振的不可行性。在此基础上,提出了电网故障期间传动链的虚拟变阻尼控制策略,通过发电机附加转矩控制等效增大传动链阻尼,抑制了电网故障期间传动链的扭振。通过风电机组Bladed+Matlab联合仿真模型仿真分析,证明了理论分析与虚拟变阻尼扭振抑制策略的有效性。     

磁动势法五相永磁力矩电机转矩分析

五相永磁力矩电机由于极数与槽数相近,含有丰富的磁动势谐波,磁动势谐波会影响电机的转矩性能。为此,采用磁动势法分析电机的电磁转矩,通过磁能和虚位移原理推导出了电机电磁转矩的解析表达式,揭示了具有相同空间次数的定子和转子磁动势谐波相互作用才能产生电磁转矩的规律。通过对五相永磁力矩电机的定、转子磁动势谐波与电磁转矩关系的分析,指出与与主波转速一致的定子和转子磁动势谐波相互作用能提高五相永磁力矩电机的平均电磁转矩。利用Ansoft有限元软件仿真分析了电机在正弦波、梯形波和方波供电下的定子磁动势、转子磁动势以及转矩性能。结果表明,非正弦供电能够增加电机的电磁转矩,但也带来了转矩脉动,验证了磁动势法分析五相永磁力矩电机转矩的有效性和正确性。     

Analytical Modeling of Dual Winding Surface-mounted Permanent Magnet Synchronous Machine for Hybrid Electric Vehicle Accessory Drive Systems

Fast and accurate electromagnetic torque calculation of unconventional Permanent Magnet Synchronous Machines (PMSMs) is very important in order to reduce design effort. Dual winding PMSMs (DWPMSMs) can be categorized as unconventional and commonly available fast design software that usually lacks predicting machine performance. In this study, an analytical modeling approach has been proposed to calculate electromagnetic torque of DWPMSMs, which has motor and generator windings in a single stator core. Conformal mapping is used for the calculation of flux levels at various locations in the machine. Radial and tangential components of flux densities due to magnet and winding are determined analytically. Instantaneous value of electromagnetic torque due to generator or motor windings is calculated by integrating the Maxwell stress tensor in the middle of the air gap. Accuracy of the proposed analytical solution is confirmed with finite element analysis results. For further validation, an experimental setup with a 24-slot 22-pole DWPMSM is used. Experimental results have close agreement with analytical results obtained by conformal transform-based modeling.