磁调制式剩余电流传感器的动态励磁过程分析与仿真

随着智能电网的发展和电力电子设备不断增多,设备故障时产生的剩余电流呈现非线性,本文针对非线性剩余电流传感器的工作过程开展了研究。首先建立了电压型磁调制式剩余电流传感器的动态励磁电流变化过程模型,推导出励磁脉冲电压频率的计算公式,并证明了通过励磁电流的检测可以实现剩余电流的准确测量;其次对动态励磁电流变化过程进行了分析,在剩余电流传感器励磁电流动态变化过程简化计算模型中,通过合理选择饱和电流值可以使励磁脉冲电压频率和励磁电流平均值的计算结果与考虑磁滞情况的结果一致;然后分析了影响磁调制剩余电流传感器工作性能的因素,通过改变传感器的匝数、励磁电压幅值、反转励磁电流等方法可以使传感器满足设计要求;最后通过仿真模型和实际测试,对动态励磁电流变化过程模型进行了验证,考虑磁滞影响的励磁电流动态过程与实际变化过程更吻合。本文对励磁电流动态过程的分析为电压型磁调制式剩余电流传感器的设计提供了依据。     

《电机技术百科》讲座(三)

1.18 励磁电压·励磁电流,初级·次级 [1] 励磁电压与励磁电流电动机一般是由定子和转子构成,各有铁芯和线圈。如图1.20所示,在直流电机上为定子侧,同步电机上转子为直流电磁铁式的磁极结构。这个作为磁极的线圈称为磁场线圈。在此所通的直流电流称为励磁电流,所通电流的电压称为励磁电压。铭牌上所记载的是额定输出时的值。当变化励磁电流时,直流电动机的转速发生变化,而同步电动机则输入功率因数发生变化。     

负载变化下无传感器感应电机主动零频穿越及脉动抑制策略

无速度传感器感应电机系统在低速、变负载工况运行时,转速可观测性较差。为此,提出一种负载变化下无传感器感应电机主动零频穿越及脉动抑制策略。首先,基于误差系数矩阵行列式分析,阐述了低速发电不稳定的原因,揭示了负载变化对感应电机低速运行稳定性的影响,指出负载变化下恒励磁电流策略存在转速不可观测、系统稳定性差等问题。进而,以提高负载变化下系统的转速可观测性为目标,引入主动零频穿越策略,并基于定子电流限制推导出励磁电流自适应变化区间与其修正步长。为提升系统稳态带载能力,分析了同步转速限制值对电机转矩输出能力的影响,并给出同步转速限制值取值范围。此外,为抑制主动零频穿越过程中的转速/磁链/电流脉动,保证电磁转矩和负载实时匹配,提出转矩电流相位补偿方法。最后,在2.2 kW的感应电机实验平台上验证了所提方法的有效性。     

发电机升压起动异常现象分析及处理

我公司于2004年购进一台TQC-12型二手汽轮发电机。其额定容量为15000kW,电压为6300V,电流为1375A,转速为3000r／min,空载励磁电流为83．6A,空载励磁电压为56．2V,满载励磁电流为230A,满载励磁电压为177V,励磁方式为并励,制造厂家为上海电机厂。[第一段]     

电励磁双凸极发电机的三相整流换相过程分析

阐述了电励磁双凸极无刷直流发电机整流发电的工作原理,推导了电流换相时间、换相重叠角以及换相压降的解析公式,并分析了励磁电流、发电机转速以及负载性质对电流换相的影响。理论分析与实验结果表明：电励磁双凸极发电机整流发电时的换相过程由电机自感和互感引起;励磁电流大小会使工作模态发生变化;当负载和励磁电流不变时,换相时间受发电机转速影响,换相重叠角保持不变;负载为阻性与感性时,存在换相重叠,负载为容性轻载时,换相重叠现象不明显。     

一种采用负载电流和转速补偿的改进型飞轮储能系统放电控制算法（英文）

主要研究飞轮储能系统放电过程的直流母线电压稳定控制算法。飞轮放电过程中电机反电势随转速持续下降,直流侧负载通常具有电流突变的脉冲负载特性,而且传统PI双闭环控制的直流母线电压外环控制器具有非线性,导致其应对负载电流突变的动态响应慢,对转速变化的适应性差。为解决上述问题,本文提出了一种采用负载电流和转速补偿的飞轮储能系统放电控制算法。该方法将直流侧负载电流和电机转速信号补偿至直流母线电压外环,根据双向能量变换器交直流侧的功率平衡关系,对传统PI控制器的输出进行修正,重新计算q轴有功电流的给定值。此外,针对飞轮储能系统采用的高速电机d、q轴耦合电压大的特点,本文在电流内环也增加了前馈解耦算法,以实现d、q轴电流的独立解耦控制,增强对电流给定信号的跟踪能力。仿真和实验结果与理论分析一致,证明了改进后的放电算法具有更快的动态响应速度和更强的转速适应能力。     

抽水蓄能电机静止变频器起动过程分析

引入动态电枢反应电抗概念，得出考虑磁路饱和变化的数学模型，利用此模型对抽水蓄能电机静止变频器起动过程中的励磁电流、转速和转矩等进行了分析与计算，并同以往不考虑磁路饱和变化数学模型的计算结果进行了对比分析。结果表明，饱和愈深，励磁电流差别愈大，但转速差别不大，转矩差别最小。     

双凸极电机励磁回路控制模式的研究

电励磁双凸极起动/发电机在恒转矩起动阶段为使输出转矩最大,通常将恒定电压直接加在励磁绕组上,使励磁电流工作在最大饱和值,并认为维持不变。但在实际过程中由于励磁磁场与相绕组磁场的耦合,导致励磁电流受相电流、转速影响而被削弱,引起输出转矩的降低。该文通过理论与仿真分析了起动过程恒励磁电压控制模式下励磁电流的变化规律,并通过实验验证了起动过程相电流、转速对励磁电流的影响,在此基础上对电励磁双凸极电机恒转矩起动阶段提出励磁电流控制的方法,仿真与实验结果均表明电励磁双凸极起动/发电机励磁回路在恒转矩起动阶段必须在恒励磁流控制模式下以保证输出转矩恒定。     

基于PCB空心线圈和数字积分器的脉冲强磁场装置放电电流测量

脉冲强磁场装置放电电流的准确测量对实现放电过程的监控具有重要意义。文章通过仿真分析了脉冲强磁场装置放电过程及电流波形特性,根据脉冲大电流的特性及空心线圈的基本原理,提出了基于印制电路板(PCB)空心线圈和改进Al-Alaoui算法数字积分器的电流测量方案。通过和Pearson 4427电流互感器的标定和对比测试,验证了电流测量的准确性和稳定性,该方案可满足脉冲电流测试需要。     

发电机负载能力差故障一例

一台200kW的柴油发电机组,经过大修,调试时,发现发电机负载能力差,即发电机一旦加上负载,其发电机端电压下跌。下面介绍这一故障的检修思路,供大家参考。 从电机学原理知,同步发电机端电压与驱动发电机转子的柴油机转速以及励磁电流相关。励磁电流不变时,发电机端电压随柴油机转速增加而增加;当柴油机转速不变时,发电机端电压随励磁电流的增加而增长。当负载增加时,柴油机转速必下降,为了保持发电机端电压不变,须增加励磁电流。自励恒压装置(见附图)就是使发电机端电压保持恒定的电器装置。     

两相被动补偿脉冲发电机电流脉冲波形的仿真研究

建立了考虑转速变化时的两相被动补偿脉冲发电机电枢电流的耦合电路仿真模型,以此为基础,对驱动电热化学炮时的脉冲电流波形进行了仿真,分析了影响电流脉冲波形的因素,可为该电机设计、优化提供参考。     

50MW补偿脉冲发电机的设计与优化

为深化补偿脉冲发电机有关机理、工艺和外围系统配合的研究,研制了一台额定转速为8000r/min的50MW全被动补偿脉冲发电机,并介绍了其中关键材料包括屏蔽筒和转轴等的选择。在理论计算和仿真分析的基础上设计了电机励磁回路以及电枢绕组,提出了一种新的电枢绕组端部屏蔽方法即采用内外两个铝环紧固绕组端部,在实现端部屏蔽的基础上还增加了端部强度,在比较了两种不同屏蔽措施的基础上提出了端部漏感的简化计算方式,并通过理论分析和仿真验证了端部屏蔽可以进一步减小电枢绕组的放电电感。最后通过分别计算补偿电机直线部分的电感和端部漏感,比较了不同设计参数下补偿电机内电感,对电枢绕组进行了优化设计,提高了补偿电机峰值功率密度。理论分析和仿真证明了所设计电机的参数及其运行可靠性可以达到设计要求。     

感应同步器的部分元等效电路模型

输出电势的数学模型是分析感应同步器误差及进行绕组优化设计的理论基础。传统的数学模型未考虑激磁绕组邻近效应引起的电流分布不均对输出电势的影响,从而会在高频下带来较大的谐波电势计算误差。建立了基于部分元等效电路方法的输出电势数学模型,研究激磁绕组的电流分布特性,计算了激磁绕组在不同工作频率、不同结构参数下感应绕组的输出电势,分析其位置函数的谐波成分,并提出消除谐波电势的途径。最后通过实验验证了模型的准确性。     

A harmonic model for the nonlinearities of single-phase transformer with describing functions

In a transformer, the harmonic model is essential for the filter design and analysis of harmonic power flow. Among all of the harmonic analyses of nonlinear devices, the core nonlinearity caused by the transformer hysteresis has received the most interest. Although many harmonic models have been proposed to interpret the nonlinearity of the transformer core, most of them require complex calculations. In this study, we derive the mathematical formulas of the exciting current for a single-phase transformer by the describing function methods. The mathematical expression allows us to obtain the Fourier series for the exciting current; and, then, it provides the various order harmonic magnitudes and phase angles of the exciting current. This work also presents a mathematical model characterized by simple calculation and with high precision for the harmonics of exciting current. The transformer is under no load condition. Actual measuring verifies the effectiveness of the proposed model.     

邹县电厂1000MW超超临界机组励磁变压器相量测量误差的分析

通过对邹县1000MW机组励磁系统进行参数试验并建模,将励磁变压器低压侧电流进行傅立叶分解,得出励磁变压器低压侧电流的谐波表达式,对励磁系统用MATLAB Simulink工具进行仿真,得出了影响励磁变压器电流相位测量的谐波因素。     

电磁式电流互感器运行状态评价应用研究

介绍了当前电磁式电流互感器带电运行状态检测的技术现状,比较分析了电流互感器带电工作模型,重点描述了阻抗测试法在带电状态评价中的技术原理和应用特点,提出了励磁阻抗逼近算法。实验数据证明,该算法比直接近似励磁阻抗更加有效。     

同步电动机实际运行中的节能问题

同步电动机实际运行中存在的主要问题:一是电动机长期工作在轻负载与欠励磁状态;二是电动机长期工作在重负载与额定过励磁状态.对于第一个问题,通过分析同步电动机的V形曲线,知道电动机的工作状态不合理,进一步找出了励磁装置方面的原因,并予以解决.对于第二个问题,通过实验得到不同励磁电流时电动机的功率因数曲线,测得励磁电流与总损耗的关系,得出电动机在实际运行中励磁电流的大小要通过实验确定的结论,以达到电动机运行时的功率因数高、电机与配电线路上的总损耗小、输出机械功率较大的要求.     

半山发厂给水泵电气保护调试的问题及处理

半山发电厂给水泵电气保护,由于电动机启动电流比较大,电流互感器比值误差大于10 % ,励磁电流急剧增加,从而在电动机启动时继电保护中产生过大的不平衡电流而引起差动保护误动作。因此,差动保护应尽量选用型号和励磁特性相同、且变比合适的电流互感器,以尽量减少因电流互感器引起的不平衡电流对继电保护装置的影响,防止差动保护误动作。     

1000kV变压器空载电流谐波成分随不同直流电流的变化与分析

根据特高压产品结构参数确定了计算运行工况,建立了有限元模型,采用场-路耦合法对特高压变压器的空载励磁电流进行了计算,分析了励磁电流幅值和谐波成分,总结了励磁电流随不同直流电流的变化规律。     

双凸极无刷直流发电机的非线性数学模型

用变网络等效磁路法建立电励磁双凸极发电机等效磁路模型。在考虑磁路饱和、电枢磁场和励磁磁场相互作用的基础上 ,给出了描述该发电机非线性电感的函数 ,函数值与转子位置、各相电枢电流和励磁电流有关。有限元法验证了该函数的计算结果具有很高精度。在基于电感数值解基础上建立了该无刷直流发电机负载时一个工作模态非线性数学模型 ,给出了描述该数学模型的微分方程。理论计算结果和样机实验结果对比验证了该模型的正确性 ,为研究双凸极发电机的工作性能提供理论依据