同步发电机有限元磁场计算中端点量迭代的改进算法

基于有限元方法的发电机非线性研究中,存在着大量涉及端点量迭代的计算,因而迭代算法的收敛性问题就显得至关重要。由于端点量对迭代量难以求导,以往文献广泛采用线性端点迭代法,然而该法在大功角运行工况下收敛性较差。为此,本文采用微商代替微分的数值方法形成牛拉法迭代中所需的雅克比矩阵元素,从而成功实现了牛拉法在端点量迭代中的应用。计算实例表明,改进的端点量迭代算法显著地改善了大功角运行工况下迭代的收敛性,是一种高效实用的计算方法。     

周期性变工况条件下异步电机节能机理和节能途径

对于周期性变工况运行的异步电机,调速难以保证负荷的周期性,使调压节能成为优选方案,又考虑到效率的概念不适合于发电工况的能耗分析,因此以总损耗最小为目标研究调压节能的机理,并对比分析多种节能途径。按照不变损耗和可变损耗新的划分方式得到相应的损耗计算方法;据此,根据给定的转矩曲线,能方便地得到总损耗最小所对应的最优电压曲线,进而提出由现场在线可测输入量求得各种工况下最优电压的方法。对包括断续供电节能在内的几种动态节能途径进行了综合讨论和对比,通过对典型周期性变工况的抽油机电动机的仿真和实测,分析了几种节能途径的效果和适用性。     

三峡水轮发电机全定子非线性热-流体耦合网络模型研究

为了计算水轮发电机水冷定子温度场,提出了基于有限元法计算参数的三峡水轮发电机全定子非线性热-流体耦合网络模型。网络模型中热阻参数均采用有限元法计算发电机三维局部温度模型得到,提高了参数计算准确性。模型计及铜的电阻率和水铜交界面对流换热系数随温度的变化而造成耦合网络方程的非线性。该模型可克服解算定子局部模型时某些边界条件无法确定的问题,同时实现了热网络和流体网络的耦合求解,计算值与实际运行数据基本符合,说明了该模型的正确性和有效性。为研究大型发电机全定子温度场提供了一种新方法。     

与△/Y0变压器相联的同步发电机暂态运行时步有限元仿真

结合时步有限元方法,设计了一个通过△/Y0变压器与无穷大系统及负荷相连接的同步发电机暂态运行过程的仿真程序.在该仿真程序中的发电机模型中考虑了铁心的饱和、转速的变化以及自动电压调节系统(AVR)的调节等对仿真结果的影响,并应用了麦克斯韦应力法计算电磁力矩.在仿真计算中,通过改变仿真程序中相应的参数来模拟不同线路上开关的断开、闭合过程,能方便地对同步发电机受到多种三相对称干扰后的运行过程进行有限元数字仿真.算例计算结果表明了该仿真程序的正确性.     

飞轮蓄能系统中磁阻发电机的运行机理及其数字仿真

分析了飞轮蓄能系统中轴向叠片各向异性转子磁阻同步电机的发电运行机理,给出了采用ALA转子磁阻同步电机作为飞轮/发电机/电动机的飞轮蓄能系统的原理性线路图,通过理论分析和仿真实验说明通过适当选择外接电容的大小,在发电工况可以具有快速建立电压及输出较大功率的能力,从而在外部电源突然中断的情况下保证正常供电.     

游梁式抽油机电动机综合节能的理论及途径

在考虑感应电动机等效电路参数非线性的基础上 ,研究了游梁式抽油机电动机有功及无功综合节能的机理和途径。首先根据感应电动机的相量图 ,求出了在不同工况下感应电势与端电压之间的关系。进而通过磁路分析 ,研究了等效电路参数与感应电势之间的非线性关系 ,以及铁耗、定转子铜耗与转差率的非线性关系。最后提出游梁式抽油机电动机可采用调压节能、电容器动态补偿节能、星形 三角形变换调压节能等方法实现综合节能 ,并以可控硅自动投切电容器为实例 ,说明了节能效果     

变极蓄能电机的基本方程

本文导出磁极为非均匀分布的变极蓄能电机，当其磁极采用正弦分布及余弦分布时，在Ａ、Ｂ、Ｃ坐标系中各电感系数的表达式及ｄ、ｑ、ｏ变换的相应公式，进而导出在ｄ、ｑ、ｏ坐标系中的磁链方程及电压方程；同时证明了在ｄ、ｑ、ｏ坐标系中，无论磁极采用正弦分布还是余弦分布，其方程的形式均与普通同步电机对应方程的形式相同。     

同步发电机d-q轴饱和特性曲线族

该文针对同步发电机的非正常运行条件，以理论分析和有限元计算相结合的方法，系统研究了合成磁场在空间的位置及励磁电流的大小对饱和特性的影响，提出了以功角和励磁电流标幺值为参数的饱和特性曲线族，并以300MW汽轮发电机和640MW水轮发电机为例，求出了相应的曲线族。按照所求得的曲线族，当功角较大或功角一定而励磁电流标幺值较大时，为产生一定大小的气隙电热Eδ所需的合成电流I∑的值，比按空载特性确定的值在极限情况下有可能要大40%。与实测对比表明，采用该文提出的新的饱和特性曲线族，可以更准确地分析同步发电机在非正常条件下的运行行为。     

汽轮发电机内部非线性特征的定量表述

为了建立汽轮发电机的精确的非线性模型，以有限元方法为工具，系统研究了汽轮发电机的3种非线性因素，即主磁通饱和效应、励磁电流漏磁通导致的转子轭部附加饱和效应及磁场畸变非线性。采用定、转子齿部磁压降及转子轭部磁压降在总的磁势中所占比例表示相关部分磁路饱和非线性，进而研究磁场畸变非线性的定量表示方法。提出用等效气隙长度相对于气隙设计长度的变化来描述磁场畸变非线性。在额定点附近，等效气隙长度达到设计值的1.4倍，而在临界失稳工况下，等效气隙长度达到后者的2倍以上。通过300 MW发电机实测数据与有限元计算结果对比，说明结果可信。该方法与传统方法相比，可以更准确地描述汽轮发电机非正常运行条件下的非线性程度。     

电业职工智能培训系统关键技术研究(I)——智能培训系统的功能和结构

文章分为三篇,分别论述了电业职工智能培训系统的功能和结构、知识的表示及智能培训系统的建模和软件设计等三个方面的技术问题。在采用计算机辅助培训系统对电业职工进行培训时,由于培训对象具有“知识水平不同、学习目标各异”的特点,因此对不同学员应采取相应的教学培训策略。文中的第一篇首先介绍智能教学系统的基本原理、系统的功能和结构,进而提出电业职工智能化知识培训系统的总体设计。