大功率双馈风力发电机内部流变特性数值仿真

针对发电机的通风结构及其内部流体的流动特性对电机内热量的传导以及运行性能具有很重要的影响,以一台3MW双馈风力发电机为例,根据流体力学以及传热学理论,建立三维流体场与三维温度场耦合的求解域物理模型,采用有限体积法对其进行数值求解,在利用发电机的整体温升对研究方法及计算结果进行校核的基础上,对发电机内不同冷却介质的速度、...     

双馈风力发电机三维温度场耦合计算与分析

根据流体力学以及传热学理论,阐明了流体与固体耦合直接求解温度场的数学关系.基于1.5MW双馈风力发电机电磁结构、通风结构和冷却方式,并结合电机内流体流动与传热特点,以发电机周向1/8区域作为求解域.采用有限体积元法对发电机内流体场和温度场进行耦合求解,并对求解结果进行了详细的数值分析.得出冷却空气在流通区域速度和流量分布规律;在此基础上,研究了电机温升分布规律及传热特性;将计算的结果与实测数据对比,验证了计算结果的正确性.     

高海拔用风力发电机流体场与温度场的计算分析

以一台高海拔用双馈风力发电机为研究对象,在基本假设的基础上,建立了发电机内流体场以及温度场相耦合的求解模型,根据给定的边界条件及电机内传热的基本特性,采用有限体积元法对发电机内的多元温度场进行求解。通过数值计算分析了发电机内部的流体场流变特性以及传热特点,并以平原地区的实验数据为依据,验证了温度场数值计算的合理性和准确性。最后,将高海拔地区的电机温升计算结果与采用不同标准获得的温升结果进行对比,进一步佐证了温度场计算的精确性,并且有效缩减了标准范围,为发电机在高海拔地区安全运行和设计提供理论依据。     

兆瓦级风力发电机在极限工况下流体场与温度场数值分析

针对风力发电机在恶劣环境下温度升高、严重影响电机安全运行和使用寿命问题,笔者以1台在高海拔地区运行的水冷双馈风力发电机为研究对象,研究了其在极限工况下流体流动和电机传热特性。依据流体流动和电机传热特点,在基本假设条件下建立发电机求解域模型,根据风力发电机所处的特殊环境和运行状况对求解域边界进行设置。借助于CFD技术对发电机内三维流体场和温度场进行耦合求解,得出了电机内流体流动特性和温升分布规律。该规律可为使用在高海拔地区的发电机设计和安全运行提供指导建议。     

3MW双馈风力发电机传热特性数值研究

随着风力发电机容量的增加,电磁负荷不断提高,电机的发热问题成为影响机组性能和经济指标的主要因素之一。为了解决该难题,以一台3MW双馈风力发电机为例,根据流体力学以及传热学理论,结合发电机通风性能以及结构特点,建立了发电机三维流动与传热耦合求解的数学模型与物理模型;并给出基本假设与相应的边界条件,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合计算。最后,对发电机内部的流体流动性能、传热特性以及发电机定转子铁心、定转子绕组以及绝缘的温升分布进行了分析,得到端部气体流动不规律以及二次冷却热能力较强等,为更大容量风力发电机综合物理场的准确计算提供了理论依据。     

双馈风力发电机低压穿越工况下的电磁场分析

随着双馈风力发电机大量的应用,风电机组的低压穿越情形越来越频繁,低压穿越工况对风力发电机早期故障的影响越来越引起人们的注意,人们迫切需要知道在低压穿越过程中电机内部的电磁场的变化情况。利用Matlab软件建立双馈风力发电机低压穿越模型,仿真得到整个低压穿越过程中电机内部的电流值,并将得到的电流值加载到由ANSYS软件建立双馈风力发电机模型中,利用ANSYS软件对整个低电压穿越过程中双馈风力发电机内部的电磁场进行仿真。     

4.25 MW鼠笼异步风力发电机传热特性数值模拟

鼠笼异步风力发电机的散热能力是影响其可靠性的重要因素,需要深入研究电机的传热特性。以一台采用径向-轴向混合通风系统的4.25 MW鼠笼异步风力发电机为研究对象,建立电机铁心范围内半周期三维流体与传热耦合模型。根据电机全域流体场仿真结果及电机实际工作情况进行三维流体与传热耦合模型边界条件及参数的设定,进行电机传热特性数值模拟,求解出电机流体场及温度场。通过分析通风道流量分配及电机各部件温度分布,总结了电机内部传热规律,并验证了电机设计的合理性。     

大型交流励磁双馈风力发电机的设计

针对交流励磁双馈风力发电机内部电磁关系既不同于同步电机亦有别于异步电机所带来电磁设计方面差异的问题,对此类电机的电磁设计进行研究,推导出电磁计算公式.运用等效磁路法设计额定功率1.5MW的交流励磁双馈风力发电机,绘制出该电机的运行特性曲线.将设计结果与工厂样机的实验数据进行对比分析.结果表明:电机的极数、定转子槽数的合理选择可以降低电机的材料使用,节省成本,有助于交流励磁双馈风力发电机运行性能的改善.     

基于有限元法的兆瓦级双馈风力发电机电磁分析

本文运用Maxwell仿真环境建立了双馈风力发电机的电磁场模型,并对电机的静态磁场和瞬态磁场进行了仿真分析,通过对电磁场的仿真分析,不但能直观的看到电机内部电磁场的分布情况及电机的运行特性,并且可判断电机设计的合理性,利用有限元分析结果对所设计电机进行优化。     

风速对双馈风力发电机并网影响

通过比较双绕组电机和双馈风力机发电机等效电路,介绍双馈风力发电机的工作原理.研究了基于定子磁链定向矢量技术双馈机空载并网的特性及其控制策略.针对风速的不稳定性,对风力发电机的并网产生影响进行了分析.通过建立各种不同风速模型,模拟了实际风能的动态情况.运用MATLAB/Simulink对双馈风力发电机在恒风和实际风速二种情况下,并网前后的电流、电压特性进行了仿真分析.通过仿真研究验证了控制策略的正确性和风速对风力机运行特性的影响.     

1.5MW风力发电机传热特性分析

我国是世界上风电产业发展最快的国家之一,然而随着风力发电场单机容量的增加,发电机的电磁负荷以及损耗也日趋增加,电机温升也大幅度地提高,严重影响风力发电机的寿命和安全运行.以1.5MW风力发电机为例,研究发电机内流体流动与传热问题.根据发电机基本结构、流体流动与传热的特点,建立三维求解模型,并采用有限体积法进行求解,得出...     

异步风力发电机流动与传热分析及优化设计

为了研究兆瓦级风力发电机内部流体流动与传热特性,以1台异步风力发电机为研究对象,基于计算流体力学(CFD)与数值传热学(NHT)基本原理,采用有限体积法对发电机进行整机建模,对流场与温度场进行数值计算。通过与试验数据的对比分析,验证了计算方法的正确性与准确性。对发电机内部流场温度场进行了分析,获得兆瓦级风力发电机冷却介质流动特性。最后,对发电机通风道布置方案下进行了优化,有效降低了发电机热点温升。     

双馈风力发电机组及其低电压穿越技术的研究

双馈风力发电机组是风力发电机型中的主流机型,从双馈电机的基本工作原理出发,建立了双馈发电机的数学模型,并对其在风速发生变化时进行仿真.利用其定子磁链定向对其进行矢量控制,分析了双馈电机转矩和功率独立调节的基本原理.研究了双馈风电机组在电网故障时其运行情况,通过硬件方法使双馈风电机组具有更强的低电压穿越能力.就是在电网出...     

风力发电系统并网控制的研究

在介绍变速、恒频双馈风力发电系统空载运行基本原理、步骤的基础上,探讨基于变速、恒频双馈风力发电机数学模型和基于定子磁场定向控制的双馈风力发电机并网控制原理和基于S函数的变速、恒频双馈风力发电系统的并网控制模型.对突变风速情况、渐变风速情况、正弦波风速情况的仿真结果进行了分析,所得结果验证了理论分析的正确性和系统的可靠性...     

3 MW空-空冷双馈风力发电机内部流动与传热特性的数值模拟与试验研究

为更好地指导电机设计,以一台3 MW空-空冷双馈风力发电机为研究对象,基于流体力学及数值传热学理论,结合空-空冷却器和发电机模型,搭建了三维流动与传热耦合求解的物理模型和数学模型。依据基本假设和边界条件,采用Fluent软件对电机在额定工况下的稳态三维流场和温度场进行数值求解。通过电阻法和埋置检温计(ETD)法测得电机在额定工况下绕组的平均温升和最高温升。通过对比数值结果和试验数据发现误差在5 K之内,验证了数值方法的正确性。最后,对电机流场和温度场分布进行数值模拟,对电机18档通风道内流量进行数值计算,为新产品电机设计和优化提供支撑。     

三相对称故障下双馈风力发电机控制策略

随着风力发电系统的日益普及,双馈风力发电机作为一种最常用的风力发电机,问题已逐渐凸显。由于风能不可控因素多,稳定性差,给电网控制带来了诸多不确定因素。为研究双馈风力发电系统在电网发生三相对称故障时的故障保护技术,首先采用数学分析的方法对双馈风机进行建模,分析了三相对称故障下风机的运行状态;随后搭建了Crowbar保护电路,利用电压跌落发生器模拟电压跌落,在实验平台进行试验;最后进行仿真验证。通过实验及仿真可以看出Crowbar电路对转子侧电流的突增有明显的抑制作用,采取增加Crowbar电路的方法来实现三相对称故障下的低电压穿越是可行的。     

双馈型感应风力发电机设计中的几个问题探讨

并网型风力发电系统有恒速恒频和变速恒频两种工作方式。带滑环双馈型风力发电机属于变速恒频系统理想产品,作者以实践经验介绍了带滑环双馈型风力发电机设计时电磁设计、通风设计、机座结构等必须解决的几个问题。