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 .

大型水轮发电机不同工况下不平衡磁拉力

本文根据大型水轮发电机定转子铁心及其绕组实际结构并考虑铁心饱和的情况下 ,在整圆域中利用二维有限元法计算磁场分布及不平衡磁拉力。以一台 88极 2 40MW水轮发电机为例 ,对空载和负载下转子偏心以及转子半数励磁绕组短路等引起的不平衡磁拉力进行了计算 。

响洪甸抽水蓄能变极同步发电/电动机谐波磁场引起的铁心振动与电磁噪声分析计算

由于变极同步电机气隙磁场中将存在较大的谐波 ,这些磁场谐波对电机运行性能将产生一些影响。本文介绍了单绕组变极同步电机谐波磁场引起的铁心振动和噪声及其计算方法 ,并给出了响洪甸抽水蓄能变极同步发电 /电动机的计算结果。

变极凸极同步电机气隙磁导谐波磁场及其在定子并联支路中引起环流的分析

通讨对变极凸极同步电机气隙磁导谐波磁场及其定子各支路绕组的分析，从理论上证明了该类电机气隙磁场中存在很强的分数次谐波分量．这种谐波将会在有并联支路的定子绕组中产生环流。

能自起动的抽水蓄能电站用双速同步发电─电动机，第二部分──模拟样机试验研究

本文针对新型自起动双速凸极同步发电─电动机的模拟电机的各种运行特性进行了实验研究和分析，结果显示了该种电机励磁绕组具有很强的阻尼作用，当该种电机作为电动机起动时，具有良好的起动性能。同时符合发电机运行性能的要求。从而证实了这种新型电机及其自起动方法的现实性。

一种自起动双速凸极同步电机及其起动特性

研究了一种采用叠加式励磁绕组的自起动双速凸极同步发电电动机，这种电机转子可采用叠片磁极，无需其他任何辅助阻尼绕组，而使其在电动机运行时能够实现直接异步起动，同时在发电机运行时又兼有阻尼绕组的作用，从而使其转子结构大为简单化。实验结果表明，这种电机及其起动方法是有效的。

计及空间分数次谐波影响的同步电机支路模型

本文提出了一种能充分计及空间各种不同性质谐波的同步屯机支路模型．在这种模型中，定子以每条并联交路为单元，阻尼绕组以各实际回路为单元建立了其相应的基本支路方程，它既可以适用于分析各类同步电机分数次空间谐波的作用，还可以适用于分析发电机多种故障运行．因而具有很大的灵活性．

计及空间各种性质谐波影响的同步电机交路模型

本文提出了一种能充分计及空间各种不同性质谐波的同步电机支路模型。在这种模型中，定子以每条并联支路为单元，阻尼绕组以各实际回路为单元建立了其相应的基本支路方程，它既可以适用于分析各类同步电机分数次空间谐波的作用，还可以适用于分析发电机多种故障运行，因而具有很大的灵活性。通过应用实例，说明了该模型是有效的。

响洪甸抽水蓄能变极同步发电/电动机模拟样机设计与试验研究

响洪甸抽水蓄能电站用的同步发电 /电动机是我国独立开发研制的首台大型单绕组变极同步发电 /电动机 ,为了验证其设计方案和理论分析的正确性 ,研制了一台 130kVA模拟试验样机。本文主要介绍该模拟样机的设计方案以及变极前后谐波分析与试验结果 ,可为该类电机的设计研究提供实际参考。

基于换相过程分析的无刷直流电动机机械特性的研究

通过对三相星型六状态工作模式下无刷直流电动机的换相过程进行分析,列出换相过程的微分方程,推导了相绕组导通期间平均电流的解析表达式,并利用该解析表达式,借助Matlab进行仿真计算,深入研究了无刷直流电动机的机械特性。通过与实验数据的对比,验证了该分析计算方法的正确性。指出无刷直流电动机机械特性的计算不能直接套用有刷直流电机的计算方法,是因为绕组电感不能忽略,进而揭示了绕组电感也是影响电压源型直流电源供电的无刷直流电动机机械特性的主要因素,并总结了其影响的规律性,为无刷直流电动机机械特性的改善提供了方法和依据。

双馈电机的交/直/交控制

采用交/直/交(AC/DC/AC),变换器对绕线型感应电机电动状态下的双馈控制进行研究。直流储能环节使AC/DC 和DC/AC模块可分别独立控制。AC/DC采用三相PWM高频整流矢量控制,实现高功率因数下转差能量双向流动,效率高、减少对电网污染。DC/AC采用定了磁链定向矢量控制, 定了有功和无功分量实现解耦;双闭环控制以转速和定了无功控制为外环,以转了电流滞环跟踪控制为内环。实验证明: 电机在次同步至超同步速的较大范围内平滑调速,定子侧功率因数可调,可为1甚至向电网发出无功。整体结构简单, 硬件结构不变而只改变软件即可改变控制策略。

变极凸极同步电机定子支路电感系数及分析

本文以定了并联支路为基本单元，导出了交极凸极同步电机定子支路电感系数的一般表达式，该表达式不仅适合于分析变极同步电机，同时可用于常规同步电机多种故障运行的分析．通过对各支路电感系数的分析，指出了不同性质空间谐波的作用，从而为建立相应的空间谐波分析模型提供了理论基础．

永磁无刷电机的建模与仿真分析

从直流电机的基本原理出发 ,分析了永磁无刷电机的电磁关系 ,着重推导了电机的电磁力矩和反电动势的一般表达式 ,在此基础上建立了带中线的永磁无刷电机的电路模型 .在Matlab/Simlink平台下的仿真结果证实该模型具有计算稳定 ,执行效率高的优点 .与永磁无刷电机的状态方程模型相比 ,电路模型不仅使仿真更加简便 。

利用蚁群算法辨识PMSM伺服系统负载转矩和转动惯量

提出用蚁群矢量移动算法同时辨识永磁同步电动机(PMSM)伺服系统负载运行时的转动惯量和负载转矩,以便速度环的PI参数整定和转矩补偿。其原理是把蚁群的平面矢量移动正交分解成水平和垂直两个方向,分别和转动惯量及负载转矩对应,每只蚂蚁的位置对应一种转动惯量和负载转矩组合的可能解。运用采样得到的d轴电流和速度序列数据,基于最小方差原理,建立蚂蚁信息素散发模型,使得蚂蚁位置与实际转动惯量和负载转矩越接近,蚂蚁散发的信息素越大。根据蚁群总信息素分布情况,计算蚁群的理想分布期望,与实际蚁群分布比较后,启发蚁群矢量移动,并朝最优方向聚集,收敛点为辨识最优解。精心选择蚁群的规格化分布区间,把动态的蚁群分布区间转化成规格化区间,改善收敛速度。仿真和实验表明,能同时辨识转动惯量和负载转矩,误差小;蚁群规模变大,误差更小,调整后的伺服系统动态性能变好。

太阳能热气流发电及其对我国能源与环境的深远影响

为从根本上扭转我国能源面临的资源短缺、需求增势高、结构不合理、环境压力大等困境 ,本文从国情出发 ,提出充分利用我国广大荒漠化、沙化土地及其太阳能资源 ,大规模开发太阳能热气流发电 ,大幅度提高电力在终端能源结构中的比重 ,处理好与其它类型发电的兼容性与互补性 ,从根本上改善现行不合理的能源结构 ,将是在聚变能实现前即本世纪上半叶乃至中叶 ,解决我国能源困境的有效途径。太阳能热气流发电与风能的大规模互补联合开发 ,将有利于提高供电稳定性和电能质量 ,实现大面积荒漠绿化、沙尘暴治理和局域气候改善 ;发展基于太阳能热气流发电的电解制氢和海水淡化 ,将缓解我国油、气、水资源之不足 ;利用节余燃煤发展煤的液化、气化可进一步弥补我国油。

基于精确子域模型的游标永磁电机解析磁场计算

游标永磁电机是一种基于磁场调制原理的新型电磁传动装置,适用于船舶推进、风力发电等低速大转矩的应用场合。准确计算游标永磁电机的磁场分布是设计、优化电磁性能的关键。关于电机解析磁场计算,该文讨论和比较了一极一槽模型和精确子域模型。以表贴式游标永磁电机为研究对象,在气隙子域建立拉普拉斯方程,在槽子域和永磁体子域建立泊松方程,根据分离变量法直接求解。模型建立在二维极坐标下,考虑了径向/平行/Halbach充磁,单层/双层绕组分布,内/外永磁转子结构,可计算电机空载磁场、电枢磁场和负载磁场分布。在解析模型的基础上,求解了气隙磁密分布、空载反电势和绕组电感,相关有限元结果验证了解析结果的准确性。

永磁无刷直流电机系统建模与仿真

分析了永磁无刷电机的电磁关系,总结了转子位置、电机运行状态与开关管触发逻辑的控制规律。在Matlab/Simulink平台上,建立了带中线永磁无刷电机的系统模型。仿真结果表明该模型四象限仿真运行稳定可靠,易于调整。

基于磁控开关的高压无功补偿新方法

目前，在10～35kV电压等级下对光伏发电、风力发电等无功需求变化范围大的负荷尚未有满意的动态无功补偿方案。当前常见的解决方案是高压晶闸管串联投切电容（thyristor switched capacitors，TSC）、晶闸管相控电抗（thyristor controlled reactor，TCR）、磁阀式可调电抗（magnetic-valve controllable reactor，MCR）以及静止同步补偿器（static synchronous compensator，STATCOM）。高压TSC和TCR需要大量晶闸管串联，成本高、可靠性差；MCR在轻载时有功损耗及谐波非常严重；STATCOM在高压场合下需要多组级联，可靠性较差，成本高。该文提出一种新方法，将双向晶闸管并联于变压器副边作投切元件，使变压器在励磁电抗和短路电抗之间转换，相当于无触点的“磁控开关”，从而实现对补偿电容器的投切。理论分析、仿真和实验均证实该方案具有暂态涌流小、响应速度快、损耗低、可靠性高的优点。

多相分数槽集中绕组表贴式永磁电机谐波电流的确定及其影响

以一台20槽22极的五相分数槽集中绕组表贴式永磁电机为例进行分析。在保持电流有效值不变的前提下,以获得最大平均转矩为目标,采用解析法确定谐波电流分量,并通过有限元法得到验证。此外,对比分析电机在谐波电流注入前后电磁转矩、绕组磁动势、气隙磁密、涡流损耗、径向力波等性能的变化。分析表明,注入谐波电流后电机绕组磁动势出现新的谐波分量(包括低次分量),并导致涡流损耗和最低次径向力波含量增加。分析结果揭示了多相永磁电机设计的重点,为该类电机的设计提供参考。

双馈电机交/直/交控制系统仿真分析

对比了不同的定向矢量控制方式的优缺点 ,采用定子磁链定向的矢量控制方式来控制双馈电机 .双馈电机的控制主回路采用交 /直 /交的形式 .电机的转速在一定范围内从亚同步到超同步速任意可调 .无功功率可调 ,可以为正亦可为负 .根据设计 ,进行了计算机仿真 。