利用逆序磁场自励恒压的单相同步发电机无刷励磁系统的原理与设计

一、概 述 闽东电机厂生产的单相同步发电机在外贸市场上颇有声誉,但该种产品为有刷结构,为了增强国际市场的竞争能力,拟采用无刷结构。为此,我们对利用逆序磁场自励恒压的单相同步发电机的无刷励磁系统作了一些探索。 上海电器科学研究所和合肥工业大学对此做过许多工作。文献[1]的试验数据表明,该种单相同步发电机在负载电流及功率因数变化时,具有较强的自励恒压能力;文献[2]把转子整流电路假定为电压源整流,并按此确定整流系数,我们在试验中测得的整流系数与此偏差较大,整流桥输出电压波形也与电压源整流时大不相同。 围绕这两个问题。通…     

隐极式无刷自励恒压单相同步发电机

交流同步发电机励磁方式的研究仍然是当今电机设计师和电机工程师们的一项重要的课题。同步电机无刷化代表了八十年代励磁方式的发展方向。本文提出单相同步发电机的一种新的励磁方式。它将交流励磁机与主发电机在铁心中合二而一,利用倍极绕组建压,将有害的电枢反应逆序磁场利用来进行负载补偿。利用这种励磁方式研制成功的小型单相同步发电机结构简单、运行可靠、经济合理,具有良好的自励恒压性能。本文对这种励磁方式良好的电压补偿作用进行验证。分析造成这种发电机输出电压波形中出现3次谐波的原因,并讨论了改善输出电压波形的措施。最后提出了铁心中的直流基磁问题,作为下一阶段研究工作的起点。     

无刷同步发电机可控相复励系统的电路模型及应用

介绍了具有无刷同步发电机可控相复励系统一般意义的组成，相复励系统的工作原理及电路模型、自动电压校正器的调节作用以及在系统调试中的应用实例。     

双定子轴向磁场永磁同步风力发电机的设计

研究表明:如果电机的极数足够多,轴向长度与外径的比率足够小的话,轴向磁场电机比传统径向磁场电机的转矩和功率密度大.轴向磁场电机的缺点是电枢铁心制造比较困难.为此本文提出一种新的结构方案,用软磁复合材料形成定子的齿部,再与带冲叠片形成的铁心轭部结合起来形成定子铁心,并且使用集中绕组.然后对这种新型轴向磁场电机进行了电磁设计,并用Ansoft有限元法对电机的磁场进行了仿真.结果表明:通过合理地选择主要尺寸和极数/槽数比,可以获得正弦波的电动势波形和较小的齿槽转矩.     

直驱轴向磁场永磁同步风力发电机的设计

当电机极数足够多,电机轴向长度与外径的比率足够小时,轴向磁场电机的转矩和功率密度比传统径向磁场电机大.另外,轴向磁场永磁电机还有许多其它优点,如结构简单,轴向长度短,节约材料等,因此轴向磁场永磁同步发电机特别适合于直驱风能转换和电动车应用场合.阐述轴向磁场永磁同步发电机的结构和设计特点,重点介绍磁极和电枢绕组的设计,为轴向磁场永磁同步发电机的设计打下基础.     

同步发电机自励磁产生条件的研究

完善了在一定假设条件下的自励磁产生条件,提出了新的自励磁产生条件,并通过算例证实了它的正确性,为电机设计及运行提供参考．     

同步发电机新型无刷励磁系统的研究

对无刷同步发电机励磁系统原理进行了分析,提出了一种新的高初始响应且能逆变灭磁的励磁系统.采用了光电系统和高速开关器件.文中给出了详细的电路,并对原励磁系统和新型励磁系统进行了比较实验,结果表明同步发电机新型励磁系统能提高电压响应速度和改善电力系统的稳定性.     

负序电流对发电机的影响

本文从工程实践角度综合分析负序电流对发电机转子损伤特点 ,探讨限制发电机负序能力的相关因素 ,并从负序电流形成特点出发 ,提出了发电机负序电流保护的实现要求。     

简单电力网三相短路电流的计算

本文分别对没装自动调节励磁装置和装有自动调节励磁装置的同步发电机,当其端点或端点附近短路时的三相短路电流进行了理论分析和计算公式推导,并得出两种情况下,次暂态短路电流I”dz及冲击电流ich的计算方法相同,稳态短路电流I_∞的计算方法不同.     

同步发电机励磁控制系统的单片机控制

介绍了一种以MSP430系列单片机为核心的全数字同步发电机励磁控制系统。首先分析了同步发电机励磁控制系统的原理,然后给出了同步发电机励磁控制系统的硬件模块化设计,最后给出励磁控制系统的软件设计。该系统易于维护,抗干扰能力较强,运行稳定可靠,可以应用于很广泛的同步发电机励磁控制领域。     

齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机

将电机中固有的齿谐波磁场在转子绕组中感应的齿谐波电动势应用于混合励磁永磁同步电机的励磁中,不仅可以提高材料的利用率,而且便于实现电机的无刷化。该文分析了齿谐波磁场的产生机理及它在转子绕组中感应齿谐波电动势的情况,在此基础上提出了一种新型的基于齿谐波磁场励磁的混合励磁永磁同步发电机。为了验证齿谐波励磁的混合励磁的可行性,试制了一台齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机。实验结果表明:齿谐波磁场在转子绕组中感应的齿谐波电动势可以用于实现混合励磁永磁同步电机气隙磁场的调节。     

系统谐波与负序电流对水轮发电机的影响

随着电力系统中电力电子装置以及不平衡负载大量增加，谐波和负序污染日趋严重，它们对发电机的运行安全带来危害，采用多回路法建立的凸极同步电机d,q系统模型，导出了在外加任意谐波或负序时定转子电流，电磁转矩以及阻尼条电流分布的稳态计算方法，通过实例计算，分析和说明了电力系统谐波和负序对大型水轮发电机的影响。     

基于LMI方法的同步发电机H2励磁控制器的设计

为了提高同步发电机励磁系统的鲁棒性，将线性矩阵不等式（LMI）方法和H2控制理论应用于同步发电机励磁控制器的设计．计算机仿真结果表明，利用LMI方法所设计的H2励磁控制器，有效地提高了系统的鲁棒性，即在确保稳定性的前提下提高了系统的响应速度，改善了船舶电力系统调压的效果．     

矩阵变换器供电的交流励磁发电机控制系统的研究

结合交流励磁变速发电机和矩阵变换器的特点,提出了交流励磁变速发电机独立调节定子输出有功、无功功率的控制方案,建立了由SPWM控制电压型矩阵变换器供电的交流励磁变速发电系统的仿真模型,并对系统的功率调节特性以及矩阵变换器作为交流励磁器的供电特性进行了仿真.仿真结果体现了系统良好的特性,证实了矩阵变换器作为交流励磁器的可行性.     

基于复数域五点回归的负序电压责任分摊定量评估

三相不平衡源引起的公共连接点处母线电压不对称是供电部门关注的主要电能质量问题之一,并以电压(电流)不平衡度作为电能质量考核指标。为了量化各个负荷单独在电网公共连接点处引起的三相不平衡电压大小,首先给出了三相不平衡责任的定义;其次,由于计算负序电压责任的关键是准确估算系统等效的负序阻抗,提出了复数域线性回归的五点细分法,即以五个采样数据为一组进行复数域线性回归。根据误差限值筛选出各个分组中回归的负序阻抗参数,并求取平均值,进而求得系统等效负序阻抗和背景负序电压,算例验证了此方法的可行性。     

同步发电机励磁绕组匝间短路故障在线分析方法综述

励磁绕组匝间短路是同步发电机常见故障之一。为保证机组和电网的安全可靠运行,有必要对该故障进行在线分析检测。首先介绍了应用于同步发电机励磁绕组匝间短路故障在线分析的磁场-电流谐波分析法、探测线圈法、多回路法、输出电气量分析法、振动分析法等的研究现状,并对几种方法进行了比较,然后对未来在线分析方法的发展方向进行了展望,对输出电气量分析法提出了两条研究思路,最后说明了在线分析方法应具有实际可行性和多用途性。     

汽轮发电机稳态负序工况仿真模型及其对负序损耗计算结果的影响

稳态负序能力是大型汽轮发电机安全可靠运行的重要技术指标之一,而稳态负序损耗的准确计算是确定稳态负序能力的关键和基础。介绍了模拟发电机稳态负序运行工况的传统模型,针对其不足提出了一种新的不对称负载模型,并对2种模型所反映的物理机理和优缺点进行了对比分析。在此基础上,以一台1 550 MW的大型4极核能汽轮发电机为例,采用场路耦合的二维非线性时步有限元方法,结合2种仿真模型对其稳态负序损耗分别进行了计算,并对计算结果进行了详细分析。结果表明:相对于传统的负序模型,笔者提出的不对称负载模型充分考虑了磁饱和与转子附加损耗的影响,计算出的稳态负序损耗更接近实际情况,为准确考核大型汽轮发电机的稳态负序能力奠定了基础。     

时谐电磁场相位均衡性研究

通过数值模拟比较了三相，两相电磁搅拌器磁场分布特点，当相位匹配时，两相电磁搅拌器的搅拌效果较三相的有明显提高，实际制造三相，两相电磁搅拌器各1台，在分析了相位转换的电学原理基础上，制得了用于两相电磁搅拌的相位转换器，实验证明配备相位转换器的两相电磁搅拌器，其搅拌效率更高。