发电电动机磁极连接线选型设计

发电电动机转子磁极连接线同类化故障频发，选型设计成为关键问题。本文通过三维有限元参数化建模，分析五种典型结构磁极连接线在不同容量和转速下的应力特点，结果表明各典型结构局部最大应力与转速的关联度较大，提出高速发电电动机的磁极连接线建议采用切向连接结构，中速发电电动机的磁极连接线建议采用垂直磁轭U型连接，低速发电电动机的磁极连接线建议采用分体铜板U型连接。同时对U型连接引出头的弯角和高度、引出段与引出头的连接位置、连接线的厚度、以及连接线固定螺栓规格、个数等关键设计参数的选型进了分析，提出增大引出头弯角和高度，增加引出段长度、增加连接线厚度、选用较大规格和较多数量的螺栓固定有助于减小磁极连接线受力。分析结果可为发电电动机磁极连接线设计提供可靠的选型依据。     

发电电动机定子绕组不等节距支路磁势谐波分析

为了研究抽水蓄能电站特定水头非常规绕组发电电动机磁动势谐波,首先对以主波和二极波作为基波的两种求解定子绕组谐波磁势的解析表达方式进行了分析,接着采用以二极波作为基波的磁势求解方法对由不等节距线圈组成的定子不平衡或平衡支路的磁动势进行了谐波分析,并计算得到不同节距组合支路方案的不平衡度。结果表明支路主波节距系数越小,支路主波磁势不平衡度越大。最后有限元结果验证了分析方法的准确性。     

机电复合作用下发电电动机磁极连接线建模及应力分析

针对抽水蓄能机组发电电动机转子磁极连接线现有设计校核往往仅考虑单一机械应力作用,提出计及机端短路故障的机电复合作用下发电电动机磁极连接线建模及应力分析方法。首先,基于有限元方法建立某抽水蓄能机组发电电动机转子结构有限元模型,得到磁极连接线不同工况下单一机械应力结果,然后建立机端三相短路故障下发电电动机电磁场有限元模型,得到计及故障下电磁力作用的机电复合应力结果。结果表明,磁极连接线飞逸工况下承受机械应力约为额定工况时的2倍,电磁力对磁极连接线不同区域影响不均,受力方向和大小的变化规律与机械应力不同,机电复合作用下会造成磁极连接线局部应力激增。     

五种拓扑结构的永磁同步电动机性能分析与比较

优化设计了五种不同转子拓扑结构的永磁同步电动机,对这五种永磁同步电动机的参数、电机特性以及弱磁性能进行了分析比较研究,并且对其中一种结构的内置式永磁同步电动机进行了测试验证。     

自起动永磁同步电动机非正常运行工况下退磁磁场分析

为了研究自起动永磁同步电机非正常运行工况下的退磁磁场对永磁体的影响,建立了计及不可逆退磁的自起动永磁同步电动机时步有限元模型,计算分析了包括失步、三相短路和重合闸3种非正常运行工况,得到3种工况下永磁体各单元不可逆退磁情况。结果表明过大负载导致永磁电机失步振荡,相对转子旋转的定子磁场造成永磁体单元的计算矫顽力下降,产生不可逆退磁;三相短路导致永磁电机停转,停转过程中短路去磁电流产生的退磁磁场使得永磁体磁密降低,且负载系数越小,永磁体受退磁磁场作用时间越长,越容易发生不可逆退磁;重合闸存在过渡过程,且过渡过程持续时间和暂态冲击电流大小受重合闸时刻开关两端电压差的幅值影响,电压差越大,则冲击电流越大,且过渡过程持续时间越长,永磁体经历退磁磁场时间越长,不可逆退磁越严重。     

抽水蓄能机组振摆保护与监测一体化系统研究

针对当前抽水蓄能机组振摆保护可靠性差,存在拒动和误动的问题,提出将振摆保护与机组在线监测互联,建立了一种新型振摆监测、保护一体化系统。即传感器信号先接入振摆保护,然后再传输给机组在线监测装置,经过统计分析得到机组典型工况的振摆值,最后反馈给保护装置,为确定振摆定值提供基础数据,实现振摆保护定值整定的自动化;该方法为机组稳定工况提供了一组振摆保护定值,增加了非稳态工况速跳值,为抽水蓄能机组全工况运行提供了可靠的振摆保护。     

基于EMD-TEO的输电线路行波故障定位

针对利用希尔伯特-黄变换（HHT）分解所得IMF分量的瞬时频率可能导致波头检测不准确或检测失败的缺陷,提出了基于EMD-TEO的输电线路行波故障定位方法。首先对行波线模分量进行EMD分解,然后利用Teager能量算子（TEO）计算出分解所得IMF1分量的瞬时能量谱,根据首个能量突变点确定出故障初始行波的到达时刻。最后,根据双端行波定位原理计算出故障距离。从对不同故障情况的仿真结果看,所提EMD-TEO法具有更好的波头检测效果,且用于故障定位具有较高的定位精度。     

自起动永磁同步电机起动过程退磁磁场的计算与分析

自起动永磁电机起动过程中的退磁磁场可能导致永磁体的不可逆退磁.为分析退磁磁场产生的原因,建立了计及饱和、涡流等多种因素影响的自起动永磁同步电机起动过程退磁磁场的时步有限元模型,并分项计算了永磁体作用、鼠笼异步电机效应及变频永磁发电机效应的影响.计算结果表明,重载起动时,从低速开始,永磁体内就出现波动变化的退磁磁场,并在接近同步速时退磁效应最明显;而空载起动时,退磁磁场仅波动一次,并在0.5倍同步速附近出现较强的退磁效应.由理论分析可知,在转速较低时,永磁体就存在退磁效应,其磁密呈波动变化的根本原因在于鼠笼异步电机效应与变频发电机效应的共同作用.算例计算结果验证了理论分析的正确性.最后通过实验验证了所提有限元计算方法的有效性.     

发电电动机励磁引线硬连接设计的几个问题

梳理了近年来因磁极引线问题导致发电电动机事故停运事件,分析了导致停运产生的原因,并在此基础上对励磁引线设计进行了总结。分析结果表明,抽水蓄能发电电动机励磁引线设计与常规水电机组发电机励磁引线设计不同,应充分考虑抽水蓄能机组工况复杂、启停频繁的运行特点,注重热及动静作用力下的引线应力变化特征研究及其对引线寿命的影响;应强化磁极引线结构设计,采用合理的断面形状,避免因结构导致的失效问题;应研究铜导体在正常及极限温升条件下的机械特性,以便建立合理的数学模型评估引线性能;并应充分考虑铜导体的电接触机理及其电腐蚀机理,从而避免了由此引起的设计、安装及运行等问题。     

基于有限元分析的内置式永磁同步电机转矩特性的优化设计

内置式永磁同步电机(IPMSM)的转矩特性直接影响着电机驱动运行的平稳性,针对转矩中的脉动,一方面通过定子斜槽消除齿槽转矩,另一方面通过永磁体分段来减小纹波转矩,最终达到了减小转矩脉动的目的,并且在一定程度上提高了电机弱磁调速的能力,扩大了电机的恒功率范围。