并列转子混合励磁同步发电机电感参数研究

电感参数计算的准确性直接影响同步发电机的输出性能。本文给出一种并列转子无刷混合励磁同步发电机,其永磁转子采用Halbach阵列磁体结构,电励磁转子采用隐极结构,两种转子同轴并列。针对该电机分别采用解析法、有限元法以及负载试验法对同步电感进行计算和测量。为提高计算的准确性,基于有限元法计算了永磁转子和电励磁转子之间的不锈钢定子铁心漏抗。研究结果表明:相对于试验测量结果,有限元法的计算误差为-4.48%,解析法计算误差为-12.02%,有限元法具有较高的计算精度。     

并列转子混合励磁同步发电机的运行模态分析

为了解决永磁同步发电机气隙磁场调节困难的问题,研究一种新型混合励磁同步电机,描述它的结构及工作原理。借助电枢反应理论,分析不同励磁电流情况下并列转子混合励磁同步发电机中永磁同步发电机和电励磁同步发电机各自的工作情况,对电机运行过程中存在的3种运行模态(双发电模态、单发电模态和发电–电动模态)进行分析,并探讨了电机3种工作模态的边界线,实验验证了理论分析的正确性。     

混合磁极式的混合励磁永磁同步发电机

混合磁极式的混合励磁永磁同步发电机具有结构简单以及气隙磁场调节方便的优点.分析了该类电机的气隙磁场调节原理.基于电磁场有限元方法,介绍了齿磁通法计算电枢绕组空载电压波形的基本原理.应用该方法对一台混合磁极式的混合励磁永磁同步发电机的空载电磁场结果进行了后处理,得到了电枢绕组空载电压波形以及空载特性曲线.计算结果与实验结果比较验证了计算方法的正确性以及表明了该电机具有较好的气隙磁场调节能力.     

新型并列转子无刷混合励磁同步发电机仿真与试验研究

为充分利用并列转子混合励磁同步发电机的内部空间,本文提出了一种端部铁芯磁极。该磁极放置于永磁转子和电励磁转子直线段铁芯中间,一方面用于电励磁绕组端部的支撑和绑扎固定,另一方面该磁极的C型齿可以产生电励磁调节磁通。针对额定功率为6kW的并列转子无刷混合励磁同步发电机,采用3D有限元法针对端部铁芯磁极的气隙磁场分布进行了分析,并对混合励磁发电机在空载、负载下的输出特性进行了仿真分析;采用2D有限元法对无刷励磁机的性能进行了仿真,得到了直流输出电流和交流励磁电流之间的对应关系。试制了一台原理样机并进行了性能试验,研究结果表明:样机的试验结果与仿真结果较为接近,验证了端部铁芯磁极设计及混合励磁发电机性能仿真的正确性。     

混合磁极式的混合励磁永磁同步发电机仿真

为了研究混合磁极式的混合励磁永磁同步发电机转子上既有永磁体、又有励磁绕组的运行性能,建立了混合磁极式的混合励磁永磁同步发电机的基本方程;根据该电机的转子结构及定子绕组的实际连接方式和空间分布情况,分析了模型中电感参数及永磁体在其他回路中产生的磁链的特点,并给出其表达式;采用有限元法计算各参数表达式中的系数,能准确考虑磁极形状及永磁体的作用,利用数值方法对该电机的性能进行仿真.在1台混合磁极式的混合励磁永磁同步发电机样机上进行了实验,仿真结果和实验结果吻合较好,验证了仿真模型的正确性和参数计算的准确性.     

交错磁极混合励磁同步发电机径向电磁力波分析

对交错磁极混合励磁同步发电机的径向电磁力波进行分析,首先介绍该发电机的基本结构,并对全永磁部分的径向电磁力波进行解析分析,考虑环形励磁绕组直流偏磁效应,定性得到对永磁同步发电机电磁振动影响较大的力波分量的来源、频率以及阶次;然后利用三维有限元法对该发电机的径向电磁力波仿真计算,通过对全永磁部分、辅助励磁部分的径向电磁力波定量分析,揭示了全永磁部分与辅助励磁部分都具有奇数倍频径向电磁力波的特点,并对各自的原因进行分析,以及总结了该发电机沿轴向方向径向电磁力波变化的规律;最后,通过测量发电机机脚振动加速度验证了径向电磁力波仿真分析的正确性。     

交错磁极混合励磁同步发电机数学模型研究EI北大核心CSCD

交错磁极混合励磁同步发电机的导磁套筒、转子为实心结构,为准确计算发电机暂态性能,必须考虑实心结构的涡流效应。类似于电励磁发电机,该文将导磁套筒、转子的涡流效应集中等效为d轴与q轴阻尼绕组,建立考虑涡流效应的混合励磁发电机数学模型;然后,利用三维有限元法对该发电机频率特性进行分析,揭示该发电机瞬态参数L’d与L"d标幺值较大(分别为0.49与0.32),且L’d与Ld标幺值比较接近(Ld的标幺值为0.53)的特点,并从理论上分析得出,该发电机带整流负载时能够稳定运行;最后,通过试验验证了该发电机数学模型的正确性。     

永磁同步发电机转子磁极初始位置辨识研究

直接转矩控制(DTC)永磁同步发电机(PMSG)直流发电系统需在发电机转子旋转情况下准确获取转子磁极初始位置,实现定子磁链准确观测。为减小发电初期定子电流冲击,需要初始建压。针对PMSG转子旋转情况下转子发电需要,提出一种转子旋转情况下辨识转子磁极初始位置新方法。实验结果表明,转子磁极初始位置电角度辨识误差在±12°范围内,满足发电建压需要;发电系统建压迅速,负载情况下运行平稳。     

感应励磁同步发电机等效转子电流

以３相４极感应励磁同步发电机为对象，研究得出该种电机等效的转子电流表达式，在此基础上，分析了该种电机所特有的电枢反应，最后提出该种电机的等效电磁结构。     

混合励磁同步发电机交流励磁的矢量控制

提出了一种并列结构混合励磁同步发电机,并对提出的交流励磁矢量控制策略进行了研究。首先,在混合励磁同步发电机的结构和工作原理的基础上,建立了数学模型,提出了一种利用电压空间矢量将交流励磁磁场定向于d轴的控制策略。然后,在MATLAB/Simulink环境下搭建了混合励磁发电机及励磁控制系统的仿真模型并进行了仿真研究。理论分析与仿真结果均表明,所提出的控制策略能够用最小的电励磁电动势得到最佳电压调整量,实现发电机输出电压稳定,并且输出电压的调节取决于励磁电压的q轴分量。仿真结果也表明该交流励磁控制系统具有良好的动态和稳态性能,负载变化时,发电机能够输出恒定的电压。     

基于感应励磁的混合励磁同步发电机性能

针对感应励磁发电机结构简单但励磁容量有限,永磁同步发电机磁场难以调节的问题,研究了一种将二者励磁功能相结合的混和励磁发电机。气隙中大部分磁场由转子上的永磁体提供,当需要调磁时,通过定子直流绕组与转子上感应绕组的感应作用,在感应绕组上获得调节磁动势,实现发电机磁场的调节。转子上两种励磁源为并联关系,调磁磁路磁阻小,无电刷-集电环系统,保证了发电机的结构简单、可靠性。在原理分析的基础上,使用二维有限元法对电机的磁场调节能力和负载特性进行分析,并进行了样机实验。有限元分析与实验结果都表明,与同结构参数的永磁同步发电机相比,混合励磁同步发电机具有灵活磁场调节能力;而相对于同一定子励磁磁动势的感应励磁发电机,该发电机输出容量大幅度提高,克服了感应励磁不适用于大容量发电的问题。     

爪形磁极同步发电机转子漏磁场分析

本文针对爪形磁极同步发电机转子的结构,从不同截面进行二维磁场数值计算,得出对设计有实用意义的结果。与传统的漏磁导计算公式相比,文中所述方法有独道之处,可对不同极形的切向漏磁得出较准确的结果。     

同步发电机转子励磁电流的解析计算法

作者从工程实际出发,基于发电机的电势磁势图,通过一些合理的假设,推导出了同步电机不同工况下转子励磁电流的计算公式。其计算结果与保梯作图法求得的结果以及与试验值比较,相当接近。这种计算方法简便,如没有发电机的空载特性曲线,根据发电机的几个常用参数也能进行计算。它可用来计算发电机的调节特性、U形特性和配备无功功率。     

混合励磁永磁同步发电机等效磁路分析研究

混合励磁永磁同步发电机（HESM）是在永磁同步发电机的基础上,在电机的定子或转子上加入电励磁绕组以调节电机主磁通的新型发电机。先对混合励磁永磁同步发电机的工作原理进行了详细分析,并对电机较为复杂的磁路进行了等效简化。     

转子磁分路式径向结构混合励磁同步发电机的空载特性

转子磁分路径向结构混合励磁同步电机利用磁分路结构可以方便地调节电机的气隙磁场。本文描述了电机的结构和原理,研究了该电机的空载特性,针对空载电动势调节范围较小的问题,探讨了减小电机导磁体间的漏磁、提高气隙磁通密度的方法,并讨论了永磁部分长度、电励磁部分长度对电机空载特性的影响。仿真和实验结果表明:磁分路径向结构混合励磁同步发电机适宜短而粗的结构,其轴向长度的变化对电机的空载特性影响很大。     

混合励磁永磁同步发电机的特性分析

当常规的永磁发电机在负载运行时,由于定子电阻、电枢反应的作用,发电机的输出电压随着负载的变化而变化。而混合励磁永磁同步发电机集成了电励磁和永磁两类电机的优点,使得发电机的输出电压可以得到有效的调节。该文从混合励磁永磁同步发电机的电阻、电抗参数入手,分析了各参数对发电机外特性的影响。实验结果验证了分析方法正确有效。     

混合励磁水轮同步发电机结构与原理

针对现有小型水轮同步发电机运行效率低的问题,提出一种新型的可满足小型水电站运行要求的混合励磁同步发电机。该混合励磁水轮发电机转子由4个铁磁磁极和4个永磁磁极构成,每个磁极均布置励磁绕组,铁磁下的励磁绕组为运行励磁绕组,永磁磁极下的励磁绕组为灭磁励磁绕组,分别分析了两套励磁绕组工作时的气隙磁场调节原理。基于二维电磁场有限元法,计算了该混合励磁同步发电机运行性能,得到了该发电机的空载电压波形及其特性。与研制的混合励磁同步发电机样机测试结果吻合,验证了计算结果的正确性,同时说明该混合励磁同步发电机具有较宽的气隙磁场调节能力,可以满足小型水电站无功调节的要求。     

航空并列式混合励磁无刷直流发电机短路特性研究

结合航空低压直流电源系统应用特点,对并列式混合励磁无刷直流电机短路特性开展研究.分析永磁与双凸极电机段绕组耦合关系与电感特性,揭示并列式混合励磁电机高电抗特征,在此基础上研究直流侧短路故障下的电枢反应与短路电流变化规律;根据绕组拓扑形式特点,围绕两类相间短路故障,系统分析短路电流与整流输出电压特性,探讨电机中性点连接方...     

异步化同步发电机转子励磁的模糊PID控制

异步化同步发电机运行控制的关键是转子励磁的控制,该文论述了异步化同步发电机定子磁场定向控制的原理,讨论了定子磁场定位和转子位置的确定方法,转子励磁采用易在DSP中实现的模糊PID控制,并研制了DSP转子励磁控制装置,进行了异步化同步发电机转子励磁模糊PID控制的试验研究。试验结果表明,异步化同步发电机采用模糊PID控制策略是有效的,不但能够实现有功功率和无功功率的独立控制,而且具有良好的静态调节特性和动态特性。