基于变频器网侧电流感应电机定子故障诊断

提出一种基于变频器网侧电流频谱分析的感应电机定子故障诊断方法。当感应电机发生定子故障时,定子电流负序分量将通过逆变器、整流器向变频器网侧传播,将在网侧电流频谱中出现故障特征频率成分。分析电网负序电压对感应电机定子电流、变频器网侧电流的影响,发现电网负序电压分量在网侧电流中形成的故障特征频率与定子故障时的网侧电流故障特征频率存在明显不同,选择容易测取的网侧电流可构成定子故障诊断新判据。实验结果表明:利用变频器网侧电流频谱分析能有效进行定子故障诊断,且不受电网负序电压的影响。     

一种低成本四极串励电动机的设计与分析

针对串励电动机原材料价格不断上升的情况,提出一种低成本的四极串励电动机结构:只需两个激磁线圈,绕在定子空间相对两个磁极上,电枢采用叠绕组,两对电刷.在一款两极串励电动机定子的基础上进行四极设计,转子结构不变,利用MagNet有限元仿真软件,分析了四极串励电动机的磁场分布和负载运行性能,加工了四极串励电动机样机并进行负载试验,结果显示四极串励电动机可有效地降低成本,在额定负载下相比两极串励电动机有较高的转速,但温升较高.     

有源滤波技术在串级调速中的应用

在传统串级调速系统中,由于逆变器采用晶闸管,从转子侧通过串级反馈到定子侧的电流中,含有大量谐波;另外,整流器产生的间谐波也通过电动机自身磁场耦合到定子侧。如果逆变侧采用IGBT代替传统的晶闸管,利用PWM逆变技术作为有源滤波器,可大大消除谐波和间谐波。采用基于瞬时无功理论的有源滤波技术,利用精确线性化的方法将原非线性系统数学模型变为伪线性系统并实现多输入多输出的解耦。在此伪线性系统的基础上,应用滑模变结构控制来设计控制策略,达到抑制进线电流中谐波的目的。最后建立了基于此控制策略的仿真模型,并通过仿真验证了控制策略的有效性。     

基于变流器改进控制的双馈风电机组SSO抑制方法

针对双馈风电机组经串联补偿电网运行时发生的次同步振荡问题,建立了双馈风电机组统一导纳模型,并根据变流器控制特点,进一步研究了抑制次同步振荡的策略。基于d-q坐标系下双馈风电机组统一导纳模型,利用广义奈奎斯特判据分析了双馈风电串补输电系统次同步振荡的主要影响因素,研究了在转子侧变流器上采用定子电流扰动反馈,在网侧变流器上利用网侧变流器电流扰动反馈的附加阻尼控制策略。比较分析了在转子侧变流器和网侧变流器上同时附加阻尼控制对次同步振荡的抑制效果,结果表明同时附加阻尼控制在串补度较高的情况下也能抑制次同步振荡。最后,通过仿真验证了所建模型及理论分析的正确性。     

绕线机转子侧交-交变频调速的机械特性研究

为了深入研究绕线式异步电机在定子侧和转子侧进行变频调速的异同,采用理论分析、仿真研究和实验相结合的方式,分别在绕线机的定子侧和转子侧进行变频调速的带载研究,通过调节电机所带的负载,得到负载转矩与转速的数量关系,绘制出绕线电机转子侧和定子侧的机械特性曲线,结果与理论分析和仿真结论相吻合,得到在绕线电机的转子侧可以进行调速,电机能够平稳运行,相同频率下转子侧变频时的机械特性相对较软的结论。     

基于双馈风机的次同步阻尼控制器设计

针对双馈风机串补并网系统的次同步振荡现象以及现有的次同步振荡抑制措施由于缺乏对振荡机理的研究而物理意义不明确等问题,在PSCAD/EMTDC软件中搭建双馈风机串补并网系统的模型,分析次同步振荡的机理,并基于次同步振荡的机理分别在转子侧和定子侧设计一种新的附加阻尼控制器,通过带通滤波、带阻滤波以及移相环节,以达到抑制次同步振荡的效果。仿真结果表明:两种附加阻尼控制器在不同的运行工况下都能使系统快速稳定,并且转子侧附加阻尼控制器的性能略优于网侧的附加阻尼控制器。     

双馈感应发电机接入电网的三相短路电流峰值评估

短路电流计算是电网规划和保护的基础,文中将双馈感应发电机(DFIG)定子磁链强制分量归算至定子侧,将定子磁链直流分量归算至转子侧,形成静态等值电路,分析转子感应磁链随转速的变化规律,研究转子电阻对故障时定子磁链直流分量动态衰减及其与转子绕组感应过程的影响,推导电网三相短路时DFIG定子短路电流解析式。比较了近端和远端故障时不同撬棒电阻对应定子短路电流特性,提出了DFIG接入电网的三相短路电流峰值评估方法。该方法能有效计算DFIG机端、馈线上下游和其他馈线故障时的三相短路电流峰值序列,采用MATLAB/Simulink软件仿真验证了所提出方法的正确性。     

定子撬棒和直流侧卸荷电路协调的故障穿越技术

目前,撬棒（crowbar）保护技术是双馈风电机组实现故障穿越的有效手段之一．但其最大的问题是．保护投入期间,舣馈风电机组（doubly fed induction generator,DFIG）处于失控状态,不利于系统稳定。因此,利Ⅲ定子撬棒方案代替传统撬棒保护已得到广泛关注。然而．仪仅采用定子撬棒的方法．并不能保证直流件线电压在限值之内,为此,提出定子撬棒和直流侧卸荷电路协调的故障穿越方案来解决该问题。首先分析定子书电阻对转子电流敞障影响的理沦基础,之后,确定和优化所串电阻的大小,分析说明该故障穿越方案的基本工作原理．并利用PSCAD／EMTDC专业仿真软件,验证所提方案的有效性和可行性。     

一种新型的电动车辆用复合式永磁无刷直流电机

提出了一种新型的多相复合式永磁无刷直流电机。该电机采用表面插入式转子磁极结构。其特点在于,电机的气隙磁通是由永磁励磁和处于永磁磁极下的定子电流的电励磁共同产生,因此具有永磁无刷电机和串励直流电机的复合特性,特别适用于电动车辆。文中着重介绍电机的独特结构和运行原理,用有限元方法对磁场分布和静态特性进行分析计算,对一台五相样机进行了测试,以验证理论分析。     

间接矩阵变换器-异步电机调速系统边界圆限定模型预测控制方法

本文提出了一种适用于间接矩阵变换器-异步电机调速系统的边界圆限定模型预测控制方法。该方法基于图形边界限定模型预测控制思想,综合考虑网侧电流和电机定子电流需求,通过构造圆形边界作为限定,以电流误差保持在边界圆内时间最长为原则,预测出间接矩阵变换器的开关状态作为控制信号,从而均衡优化网侧与电机定子电流性能。仿真和实验结果表明,采用边界圆限定模型预测控制方法,间接矩阵变换器输入输出电流均为正弦,网侧功率因数接近于1,电机具有良好的动静态性能。与传统模型预测方法相比,采用本文提出的方法,在各种工况下网侧电流与电机定子电流THD均下降,实验结果表明网侧电流的THD降低了19.6%,电机定子电流的THD降低了18.5%。     

三相电压型PWM整流器在内馈斩波串级调速中的应用研究

把PWM整流技术引入到内馈斩波串级调速系统中,这样不仅可以提高串级调速系统的功率因数和减少交流侧的谐波含量,还可以有效地防止系统的逆变颠覆故障。建立了应用于串级调速系统的电压型PWM整流器的静态解耦模型,以此为基础进行了系统设计,并通过仿真验证了该方案的可行性。     

开关磁阻电动机转子偏心特性分析

利用有限元软件建立12/8极开关磁阻电动机的二维电磁模型,分析了转子静态偏心时定子极下气隙磁密和径向力随电流的变化规律;建立定子三维模型进行模态分析,得到电机振型和固有频率,进而分析了转子静态偏心时定子所受径向力随转子位置角的变化曲线,并对径向力进行频谱分析,揭示了径向力与电机振动的关系,为开关磁阻电动机振动和噪声的抑制奠定了基础。     

异步电动机定子串不对称电抗起动的瞬态分析

对三相笼型异步电动机定子串不对称电抗的起动过程进行瞬态分析。为了得到起动特性，根据三相异步电动机在相坐标系下的瞬态数学模型，编写计算机仿真程序，通过实例对三相笼型异步电动机的定子电路一相串联电抗时的起动过程进行仿真计算；用对称分量法分析定子电路一相串联电抗时的不对称系统，确定起动电抗的数值。对仿真结果进行比较分析。     

变频电源驱动的感应电机定子短路故障诊断方法

针对由变频电源驱动的感应电机,分析了电网负序电压分量对感应电机定子电流的影响,发现电网负序电压分量不会在定子电流中产生负序电流。因此,对变频电源驱动的感应电机定子故障进行诊断,不再需要对电网负序电压对定子电流的影响进行补偿。基于对逆变器直流侧电流的分析,提出了一种基于逆变器直流侧电流的定子故障诊断方法和一种评估定子故障严重程度的故障严重因子,这种故障严重因子完全独立于电源与负载,同时在物理意义上还具"阻抗"的概念。采用在电机两相之间接短路电阻的方法,模拟定子线圈非金属性短路故障进行实验。实验结果表明:该方法不需要对电网负序电压的影响进行补偿,而且只需要采集一路电流信号,其算法也相对简单,是一种简单有效的方法。     

改进Crowbar电路的双馈电机三相短路参数整定

双馈电机在电网故障下为了保护励磁变频器,提高电网故障的控制能力,通常采用转子侧Crowbar电路。而转子侧Crowbar电路在电网跌落故障下不能向电网提供无功支撑,无法实现低电压穿越。提出了一种改进的Crowbar电路,通过控制开关将Crowbar串接到定子电路中,实现了现有Crowbar电路对DFIG的保护要求,又能够在电压跌落故障下实现低电压穿越。建立了DFIG数学模型,在对DFIG三相短路进行分析的基础上对改进的Crowbar电感数值进行参数整定。最后通过3 MW的DFIG仿真结果验证了理论分析的正确性。     

双馈感应电动机直接转矩控制方法研究

直接转矩控制以其简洁明了的系统结构,优良的动、静态性能在感应电机的控制中得到了广泛应用。文中在分析了双馈感应电机直接转矩控制原理的基础上,提出了控制方案。该方案可以对电机转速、无功功率进行调节,使其工作在次同步、超同步、转子电流最小和定子侧功率因数补偿的运行状态。利用Matlab/Simulink进行了仿真研究,仿真结果证实了方案的可行性。     

无刷双馈风力发电机的无速度传感器矢量控制技术

为克服在无刷双馈发电机(BDFG)矢量控制系统中安装速度传感器给控制稳定性和精度带来的不良影响,提出了基于定子功率侧磁链观测的模型参考自适应转速辨识控制策略.该策略是对BDFG功率侧的定子磁链进行观测得到参考模型,再设计可调模型,利用调节两模型间的误差来估计转速.建立了MATLAB/Simulink环境下控制系统的仿真模型,仿真研究结果表明,所提出的速度自适应观测器可实现在静态和动态情况下电机速度的精确辨识和有功与无功的解耦控制,并在小功率的无刷双馈发电机平台上进行了实验,结果验证了控制方案的有效性和可行性.     

两自由度直驱感应电机静态耦合效应分析

针对一种新型两自由度直驱感应电机存在的静态耦合效应,采用3D有限元法分析直线定子供电、气隙厚度、铜层厚度等对静态耦合效应的影响。建立3D有限元耦合模型,分析静态耦合效应在旋转定子中产生的感应电流及在动子上产生的感应转矩,结果表明:恒压频比条件下,静态耦合效应随着直线定子电源频率增加而增强;随着气隙厚度的增大而增强,随着铜层厚度的增大而减弱,对两自由度直驱感应电机的优化设计及进一步研究具有一定的参考价值。     

基于串级绕组的新型永磁同步电机起动性能分析

针对异步起动永磁同步电机在起动过程中电流大,起动转矩小的问题,本文提出一种串级绕组理论。利用定子串级绕组产生的谐波磁场与转子分匝线圈组相互作用,优化电机的起动性能。文章通过阐述串级绕组理论,给出电机模型与定转子设计方案,并基于等效电路分析样机实际工作原理,最后运用有限元法从样机的转速、空载起动性能、带负载起动、气隙磁密和堵转转矩五个方面进行仿真。试验结果表明,应用串级绕组理论可以在提高起动转矩的同时降低起动电流,抑制起动时定子电流对转子永磁体的退磁效应,并且电机的稳态性能保持不变。     

基于间谐波的低压配电线路次同步振荡机理分析

本文基于间谐波理论,针对由串补装置引起的低压配电网次同步振荡问题,从实测数据和机理仿真2个维度,分析了低压系统次同步振荡产生的机理及传递过程,并验证了该低压配电网次同步振荡是由于串补装置等效容抗与低压配电网回路和电动机定子绕组的等效感抗在37.5 Hz附近发生串联谐振,放大了空压机定子回路产生的间谐波电压而造成的。