背绕式定子绕组高速永磁电机三维端部区域电磁场分析与计算

以一台117kW、60000r/min背绕式定子绕组的高速永磁同步发电机为例,建立电机三维电磁场全域数学模型,给出了求解域内的基本假设及相应的边界条件;采用有限元法,计算了电机空载及额定负载状态下端部区域的磁密分布,并与部分实测数据进行了对比。同时,以气隙磁密为主要研究对象,定量分析气隙磁密在端部区域的变化情况,然后对发电机端面附近区域的转子护套、气隙、定子齿顶及定子轭部磁密径向分量和轴向分量进行分析,给出了磁密径向分量和轴向分量沿电机轴向的变化曲线。最后,对高速永磁同步发电机不同转速下背绕式定子绕组端部漏磁场进行计算,研究端部漏磁随转速的变化关系。得到了一些有益的结论,为深入研究高速永磁电机提供了理论依据。     

高速永磁同步风力发电机的电磁设计与计算

以1.5 MW高速永磁同步风力发电机为研究对象,设计了两台不同转子结构的发电机方案,介绍了高速永磁同步风力发电机电磁参数的设计原则。建立两台发电机电磁场二维有限元计算模型,给出它们空载和负载工况时的电磁场分布,并分别计算了定子直槽与斜槽时一个齿距内的齿槽转矩,计算了发电机空载电压波形正弦性畸变率,给出两台发电机负载与稳态短路参数的对比。同时,对内置式转子结构发电机转子冲片开轴向通风孔对电磁场分布及输出电压的影响进行了计算分析,为大功率高速永磁风力发电机的优化设计提供了一些有意义的参考。     

新型结构高速无槽永磁同步电机研究

针对高速无槽电机电感普遍较小的问题,提出了一种新型结构的高速无槽永磁同步电机。该电机的定子采用一种集成电感的新型无槽结构,由一种新型无槽定子铁心和背绕式绕组两部分组成,能够显著增加每相绕组的漏感;转子采用双层Halbach永磁阵列,可以得到很高的气隙磁密正弦度。首先重点介绍了集成电感的无槽电机定子的结构,分析了漏感增加的机理。通过解析法得到了附加漏感的计算方法,并分析了附加漏感与定子结构尺寸的关系。其次介绍了双层Halbach永磁阵列的结构和特点。通过仿真分析,将新型电机与普通无槽电机的特性进行了对比,验证了增加漏感的优势。最后,制造了一台新型高速无槽永磁同步电机的样机,通过实验证明了新型电机的有效性。     

大型双定子直驱永磁风力发电机电磁设计与仿真

为充分利用发电机的空间,提高直驱永磁风力发电机的功率密度和材料利用率,降低生产成本,解决运输困难等问题,设计了一种兆瓦级双定子永磁直驱风力发电机,将分数槽单节距绕组用于双定子直驱永磁发电机,使得双定子直驱永磁风力发电机实现了高功率密度、低定位转矩和低惯量的目的.用Visual Basic 6.0编制了双定子永磁发电机的电磁设计软件,用磁路的计算方法得到初步模型后,利用Maxwell有限元仿真软件进行建模、网格剖分、加载、求解和后处理等仿真分析,利用先进的电磁设计软件和全面的电磁有限元仿真分析,完成了对大型双定子永磁直驱发电机的精确分析与设计.     

双三相永磁同步电机电磁性能解析计算

采用傅里叶级数法计算表贴式双三相永磁同步电机的电磁性能。解析模型建立在二维极坐标下,求解区域划分为槽、槽开口、气隙和永磁体四类子域。以矢量磁位为求解变量,在槽开口和气隙子域建立拉普拉斯方程,在槽和永磁体子域建立泊松方程,根据分离变量法求解偏微分方程,并利用各子域之间的边界条件得到谐波系数。解析模型考虑了径向/平行/Halbach等多种充磁方式,内/外永磁转子结构,适用于隔齿绕/全齿绕两种形式的分数槽集中绕组,可用于计算电机空载磁场、电枢反应磁场和负载磁场。在解析模型的基础上,求解了齿槽转矩以及两种分数槽集中绕组连接方式下的空载反电动势和电磁转矩。与有限元结果相比较,表明了解析方法的准确性。     

定子槽数和气隙长度对高速永磁无刷电动机性能的影响

介绍了高速永磁电机设计的总体流程,并提出高速电机设计中的几个关键问题,分析了不同气隙长度和定子槽数对电机性能的影响.结果表明,在一定范围内,气隙越大,转子损耗及转矩脉动越小,定子槽数越多,转子总体损耗越小.     

水轮发电机定子铁心电磁振动原因分析及处理

本文介绍了某大型水轮収电机定子铁心电磁振动缺陷情冴,从设计和安装等方面对缺陷原因进行分析,通过有针对性的技术改造,从根本上解决了収电机电磁振动问题。     

不同定子模块化结构对分数槽永磁电机性能的影响

在分数槽集中绕组(FSCW)永磁电机的基础上进行了定子模块化改造,设计了四种不同的定子模块化结构,包括非隔磁类(T型、齿轭分离型)、隔磁类(E型、C型),以及缠绕齿和非缠绕齿不同时带齿尖的两种新型齿尖结构。建立相应的有限元电机模型,研究探讨了定子模块化类型与齿尖结构对FSCW永磁电机性能的影响。仿真结果表明模块化结构永磁电机选取合适的定子间隙可降低齿槽转矩。12槽10极电机采用的缠绕齿带齿尖结构可提高电机性能。     

基于Ansoft的外转子永磁同步发电机的性能分析

讨论了外转子永磁同步发电机与内转子永磁电机结构的不同之处,利用Anosoft软件中的Maxwell2D模块设计并建立了较为准确的分数槽电机模型,从而得到该电机静磁场分布和空载与负载工况瞬态场的性能计算结果,并对结果进行了分析。     

大型低速永磁同步风力发电机电磁设计

论述了大型低速永磁直驱发电机的设计理念和思路。结合理论分析和有限元仿真计算,研究了永磁风力发电机电磁设计最优的路径和方法,对该产品的工程化设计具有参考价值。     

发电机定子单相接地故障下定子铁芯的电弧烧损过程

针对发电机定子单相接地故障导致定子铁芯烧损的问题,提出了基于电弧模型和定子铁芯温度场模型的仿真分析方法。首先,根据单相接地等值电路构建电弧模型,分析电路参数对电弧电压和电弧功率的影响。其次,建立定子铁芯温度场模型,利用有限元法计算电弧功率、故障时间等参数不同时铁芯的烧熔体积。仿真结果表明,电弧功率与接地故障电流大小、铁芯烧熔体积与电弧功率呈近似线性关系。最后,分析定子铁芯燃弧烧损试验数据,提出电弧功率模型,修正温度场模型,明确铁芯烧熔体积与接地故障电流大小的关系,并通过仿真与试验对比验证仿真分析方法的有效性。结合电弧烧损铁芯的仿真和试验以及电机制造厂家的铁芯局部修复水平,可以确定大型发电机的接地故障电流允许值最大为25 A。     

200MW发电机定子绕组端部施加直流电压下泄漏电流测量的技术分析

分析了双鸭山电厂200MW发电机组定子绕组端部绝缘缺陷.采用直流耐压试验方法测量发电机定子绕组泄漏电流.测试实测数据表明,该方法对发现发电机定子绕组端部绝缘缺陷是有效的.     

大型定子内永磁风力发电机的设计

提出新型定子内永磁发电机的基本结构和工作原理,根据国内风力发电设备生产和应用的实际情况,进行1.5 MW定子内永磁风力发电机的设计工作.接着提出定子内永磁风力发电机的主要设计参数和设计原则,最后给出直接驱动定子内永磁风力发电机的设计实例.设计和分析结果表明大型定子内永磁风力发电机设计方案的可行性和正确性.     

大容量发电机定子接地保护改造过程的分析

对广东某电厂发电机的100％定子接地保护改造情况进行了讨论分析,要改造的发电机是进口的,且容量大,运行时三次谐波电压很小,原改造方案中保护装置采用美国生产的SEL－300G,但它的三次谐波电压整定值范围小并且只有1个电压调整系统。在发电机小负荷时SEL－300G没有保护功能,无法实现真正的100％定子接地保护,不能满足保护规程的要求,国电南京自动化股份有限公司生产的WFBZ－01装置的三次谐波电压整定值范围大并且有3个电压调整系数,经现场测试该装置满足保护要求。     

大型发电机1.4T下定子铁心试验方法研究与应用

研究了以6kV厂用母线作为励磁线圈电源直接合闸进行大型发电机1.4T下定子铁心试验的方法。与以往采用的传统试验方法相比，具有设备简便灵活、现场条件易满足、测试灵敏度高等特点，现场实际应用中取得很好的检验效果，在电厂大修中及时发现并消除了发电机定子铁心故障。     

磁性槽楔对高压感应电动机电磁参数和性能的影响

针对传统方法很难定量分析磁性槽楔对电机性能影响的缺点,提出采用场-路-运动耦合时步有限元分析磁性槽楔影响的方法.以一台使用磁性槽楔的710 kW的高压感应电机为例,通过建立二维瞬态场数学模型,准确计算了气隙磁密分布、槽漏抗及附加损耗等电磁量,并在此基础上,深入分析磁性槽楔相对磁导率的变化对电机电磁参数、相电流、转矩和径向电磁力等的影响.计算结果表明,磁性槽楔可以有效减小气隙磁密中的谐波含量,降低表面损耗和径向电磁力波.     

高速永磁同步风电机组低电压穿越的研究

研究高速永磁同步风电机组的控制策略,提高其低电压穿越能力.在Matlab/Simulink环境下构建了背靠背双PWM变流器并网的高速永磁同步风电机组仿真模型.模拟了发电机和变流器在电网电压跌落30％(0.6s),60％(2s)时的运行情况.仿真结果表明,高速永磁同步发电机机组功率跟踪良好,在电网电压跌落时对电网提供无功支持,具有较强的低电压穿越能力.     

Two‐dimensional numerical simulation on performance of liquid metal MHD generator

The performance of a liquid metal MHD generator is investigated with a two‐dimensional numerical simulation. The effects of the electrode length, the position of current lead connection, and the insertion of an insulator on the performance are examined taking account of the current flow in the electrode. There exists an optimal electrode length for a given distribution of applied magnetic flux density. For a short electrode, the efficiency decreases because the power output becomes small. For a long electrode, on the other hand, the efficiency also decreases owing to the leakage current from the upstream and downstream edges of the electrode. An optimal current lead position was revealed. This fact is ascribed to the distributions of induced magnetic field and the current flow in the electrode. It was found that insertion of the insulator is effective for improving the performance, by which the eddy current can be reduced. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 156(1): 25–32, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/ eej.20165     

漫湾电厂发电机3ω定子接地保护调试

介绍了漫湾电厂发电机 3ω定子接地保护原理、调试方法及发电机定子三次谐波电压的测试     

发电机定子冷却水水质超标事故分析

针对六盘山热电厂1号机组发电机定子冷却水水质超标事件,进行原因分析,制定相应的防范及整改措施。分析结果表明:造成此次定子冷却水水质超标事件的主要原因为城市中水水质超标,导致水处理系统酸碱使用量增加,碱液储量不足,除盐系统失效,最终使定子冷却水水质无法控制,造成超标。