定子不对称极混合励磁双凸极电机改进型非线性变磁网络模型构建方法研究

因低速大转矩、宽调速范围等优点,定子不对称极混合励磁双凸极电机(hybrid excitation asymmetric stator pole double salient machine,HEASPDSM)近年来受到业界人士的关注。然而,因HEASPDSM定子极间隔角度不等、依靠谐波工作等特点,传统的有限元法和变磁网络模型法很难快速、准确地计算出电机的关键参数及性能指标。为解决该问题,该文提出一种非线性变磁网络模型法,可便捷地计算出HEASPDSM定转子间的互磁导,进而对不同工况下的电机参数及特性进行深入分析。大量仿真和实验及对比分析表明:该方法较好地兼顾了有限元法的准确性、通用性和变磁网络模型法的快速性,可迅速准确地计算出不同工况下HEASPDSM的各种性能参数,为其后续的优化设计及应用拓展奠定了基础。

采用改进子域模型的表贴式永磁游标电机磁场解析计算

针对传统子域解析方法在计算气隙谐波磁场丰富的表贴式永磁游标电机磁场时,出现系数矩阵维数高、计算过程复杂的问题,提出了一种改进的子域解析模型。该模型通过坐标变换,将各子域矢量磁位在二维极坐标系下的拉普拉斯方程或泊松方程变换为准笛卡尔坐标系下的方程形式,利用分离变量法计算各子域矢量磁位方程的通解,根据边界条件计算待定系数,以双曲函数的形式表示各矢量磁位的解析解。计算了空载反电动势、气隙磁密和电磁转矩,与传统子域解析方法、有限元法计算结果进行对比。仿真结果表明:改进子域解析方法与有限元法的相对误差均小于1%;与传统子域解析方法相比,空载反电动势、气隙磁密和电磁转矩计算精度分别提升了1.7%、0.87%和3.66%。实验样机的空载反电动势计算波形和测试波形也基本吻合,验证了该方法的有效性和可行性。

计及风速波动和励磁调节的前端调速式风电机组并网电压稳定性分岔分析

为研究风速波动和励磁调节作用对含前端调速式风电机组电力系统电压稳定性和平衡解数目的影响。首先建立表征机组动态特性的微分代数方程组,在3节点系统下采用分岔理论分析风速波动、风速扰动时刻及励磁电压对机组并网电压稳定性的影响。在此基础上,研究励磁调节作用下节点电压随风速变化的情况。研究表明:系统平衡解数目和节点电压会随风速波动和励磁调节作用发生改变;风速波动较大时,通过增大励磁电压,可提高系统的电压稳定裕度和承载无功的能力,并保证机组在高风速下稳定运行,从而为前端调速式风电机组的稳定运行控制提供理论基础。

碟式斯特林热电机组中磁场调制复合直线电机研究

直线发电机是斯特林热电机组的核心部件,为改进现有太阳能碟式斯特林发电机存在的功率密度小、铁磁材料利用率低等缺点,提出复合永磁直线发电机设计方案。由于磁场调制作用,在电机动子低速运动的情况下,在定子侧仍然可以得到幅值和频率相对较高的感应电动势。该电机整体采用平板式拓扑结构,外定子与磁场调制变速模块以平行并列结构同轴集成,可以降低加工难度。高速和低速动子永磁体均采用Halbach充磁方式并形成聚磁回路,在提高电机电动势基波幅值的同时降低谐波含量。另外,在高速动子侧引入阻尼环,有效抑制斯特林机因推力波动造成的机械振荡问题。通过建立电机等效磁路模型,分析电机在不同位移点的磁动势和磁导函数,为参数优化设计提供依据。根据设计方案制造了样机,实验测试与计算结果基本一致,验证了设计方案的正确性。

风电机组液压独立变桨距系统的设计与分析

液压独立变桨距系统作为大型风力发电机组控制系统的关键部分,对机组的安全、稳定、高效运行具有十分重要的作用。该文简述了风力机液压独立变桨距系统的原理及特点,采用了带实时故障排除的液压冗余型电液伺服变桨距执行机构;计算分析了桨叶的驱动力矩及液压缸的负载力。

基于PSO-RBF神经网络的电机轴承故障诊断

提出了一种基于PSO-RBF神经网络的电机轴承故障诊断方法。针对RBF神经网络泛化能力方面的不足,利用PSO算法对RBF神经网络的参数进行优化,然后采用优化后的PSO-RBF神经网络对轴承的故障形式进行诊断。结果表明,PSO-RBF神经网络的分类效果较好,在故障诊断领域有很好的应用价值。

QT400-18L风电球墨铸铁件铸造工艺改进

针对QT400-18L风电球墨铸铁件,进行铸造工艺改进。在铸件底部、铸件内圈以及铸件外圈部位均匀放置外冷铁,增加铸型的激冷能力,减小金属液凝固区域,加快金属液结晶、凝固冷却速度。设计专用浇口杯结构,减少铁液与空气的接触面,有效防止气体和熔渣卷入型腔,减轻液流对树脂砂型腔的冲击。控制砂型(芯)的硬度,减小石墨自膨胀。烘烤砂型,型腔水分,降低形成气孔的倾向。优化熔炼过程,获得更多石墨球的致密组织。通过上述工艺措施,有效预防了风电QT400-18L球墨铸铁件缩孔、疏松缺陷,提高了球墨铸铁件的成品率,降低了成本,成功完成了4.2MW前、后压盖等圆环类厚壁铸件的生产任务。

感应交流电机冷却系统模拟及冷却风扇优化

运用CFD(computational fluid dynamics)软件ANSYS的Fluent 15.0模块,以某感应交流电机为例,使用流固耦合的方式分析其冷却系统在额定工况的流场分布。通过冷却风扇叶片间的流动分布状况,定、转子通风槽内部流动分布状况及主要发热部件的表面温降状况,对电机冷却系统的散热性能进行评价。最后基于增大流量的优化思路,通过改变冷却风扇出口角的方法对冷却系统进行优化设计,并将优化前、后冷却系统散热性能进行比较分析。结果为当冷却风扇出口角为45°时,电机冷却系统换热性能更好。

大型感应交流电机内冷却扇改型优化分析

通过ANSYS软件中Fluent模块,对某6.3MW大型感应交流发电机流体场及温度场进行模拟分析。模拟结果显示使用蜗壳式直叶片内冷却扇的原电机冷却系统,电机腔体内冷却空气流动易受电机流道结构及绕组部件阻挡,使得冷却系统出现通风量偏小,零部件换热效率较低等问题。基于降低电机轴消耗功率及提高冷却系统换热效率的优化思路,提出使用轴流式内冷却扇的冷却系统。通过对比分析优化前、后的系统内冷却扇效率、系统通风量、主要发热部件温度分布及内冷却扇局部区域流场等计算数据,得出使用轴流式内冷却扇的冷却系统更符合该电机的流道结构并具有更优的换热性能。

YXKK系列高效率三相异步电机通风系统

分析了YXKK系列高效率三相异步电机冷却系统。从通风系统方式、风扇结构、冷却器结构、定转子通风道分布、铜条转子与铸铝转子的选用5个方面,结合不同的数据分析,说明了高效率电机风路结构设计参数的优化方向。结论对高效率电机的风路设计具有一定的参考价值。

关于大容量高速立式电机加装大转动惯量飞轮的设计研究

电机在发生事故突然失电时,为确保系统安全,要求电机能拖动设备依靠自身惯量,继续运转2 min。由于电机自身惯量远小于系统惯量要求,因此需在电机本体上加装大直径、大重量飞轮,以提供足够的惯量。在大容量、高速立式电动机加装大转动惯量飞轮后,电机的稳定运行变得至关重要,因此对电机自身的刚度、轴系及结构设计的合理性需进行验证。针对电机的关键点结构设计及计算,并通过现场运行,对电机的可靠性进行了验证。这为电机的工程运用提供参考。

液力变矩型同步风力发电机低电压穿越的控制原理及测试分析

液力变矩型同步风力发电机是一种基于液力变矩器和无刷同步发电机耦合的前端调速式风力发电机组,关键技术在于采用前端调速技术,使发电机转速恒定可以实现同步并网。风机在低速传动链上采用转速模糊闭环控制,高速传动链上采用液力变矩技术闭环控制转矩平衡,使风机在发生低电压穿越时转速与转矩控制的动态响应速度和精准度得到了较大改善。同时,同步发电机励磁系统采用强励模式,迅速提高发电机电动势及时补偿电磁功率的损失,并为电网提供无功能量支撑维持电网稳定。该机型低电压穿越性能经过现场实地认证测试,结果充分验证了其控制策略的有效性和可行性。

分瓣电刷在试验机组直流电机中的应用

直流电机的容量越大,相对的电枢电流也就越大。设计上,大电流直流电机的绕组形式通常采用双蛙绕组,这种绕组结构形式相对复杂,影响换向的因素较多。以一台试验机组直流电机使用不同电阻率的电刷进行无火花换区测试,试验结果对比分析表明:使用高电阻率的分瓣电刷可以增大电刷横向电阻,从而减小流过换向元件的短路环流,消除刷下火花,改善电机换向。同时,电刷采用切向错位排列有助于降低换向元件的电抗电势,从而更好地改善电机的换向性能。

风电机组电变桨系统故障诊断

风电机组中的电变桨系统作为一个旋转部件,极容易出现不可预见的故障。着重介绍了风电机组电变桨系统的机械组成、控制原理及电气组成,为充分了解风电机组中的电变桨系统,及时处理变桨故障,提高风电机组可靠性提供参考。

液力变矩型同步风力发电机低电压穿越性能分析

液力变矩型同步风力发电机组是国内近期投运的一种新机型,它的核心技术是应用Win Drive液力变矩器进行变矩调速,实现风机可变输入转速的恒速输出,为发电机同步并网提供稳定的输入转速。同步发电机的励磁系统配套自动电压调节器进行励磁控制,有效地解决了传统风机低电压穿越能力差、无功输出能力不足的问题。针对2.0MW液力变矩型同步风力发电机的运行特点,研究其工作原理及控制策略,建立机组主要组件的数学模型,结合实际参数进行模拟仿真,分析了电网短路故障时机组低电压穿越的动态响应能力。

发电机转子绕组极间短路故障分析

通过对发电机励磁系统的检查,对发电机转子绕组极间短路故障进行原因分析,并进行了故障复现试验,找出故障发生的原因,为杜绝同类故障发生提供了依据。

基于PLC控制的自动化柴油发电机组设计

通过对自动化柴油发电机组功能要求的分析,构建了以PLC为控制核心的柴油发电机组系统,并在此基础上开展自动化柴油发电机组的控制逻辑、控制程序、人机界面等设计,实现了自动化机组的"三遥"功能。

特殊用途无刷同步发电机线圈成型工艺及应用

一种新型的无刷同步发电机定子线圈,由于该线圈是散线多根单绕且多根并联,鼻端要扭转90°,此类线圈在电机设计中第一次采用,制作难度大,线圈端部间隙小,长度短,下线空间小,故采用六联多根并绕成型新工艺及线圈涨型模的设计解决这一难题,已获实用型专利(专利号:ZL201320271421.9)。

一种新型同步发电机励磁装置

介绍了一种由自动电压调节器控制的可控硅输出励磁电流与电流互感器反馈电流在直流侧并联的新型同步发电机励磁装置。

大型同步电机转子实心磁极的改进

介绍TSK6500-6型6500 kW、10 kV三相同步电动机转子实心磁极结构的研制改进及应用。通过改变磁极与磁轭之间“T尾”结构的连接方式,使电机运行的可靠性和安全性得到提高,同时降低工艺加工难度。研制结果验证了改进措施的有效性,可为同步电机转子结构的设计提供参考。