定子双绕组感应电机风力发电系统励磁电容的优化选取

在定子双绕组感应电机(DWIG)风力发电系统中,励磁电容的优化选取对控制绕组励磁变换器(SEC)容量的最小化具有重要作用,它不仅与发电机参数、转速范围有很大关系,同时还受风力机功率曲线和负载性质的影响。本文以SEC容量最小化为目标,在分析该发电机励磁无功变化规律的基础上,研究了励磁电容优化选取的原则,采用图解法和迭代法得到带阻性负载下的优化励磁电容值。考虑到整流负载的非线性因素,利用仿真法对该值进行合理调整,最终得到带整流负载所需的优化励磁电容值。在一台18kW带整流负载的DWIG样机系统上进行了实验验证,结果表明,系统在宽转速范围内能稳定运行,励磁变换器容量约为额定输出功率的1/3,实现了励磁变换器容量最小化。

宽风速运行的定子双绕组感应电机风力发电系统励磁电容的优化方案

将控制侧静态励磁控制器(SEC)的直流母线端和功率侧整流桥的输出端通过功率二极管并接起来,可使定子双绕组感应电机(DWIG)风力发电系统在宽风速范围内输出恒定的高压直流。鉴于新拓扑和新系统控制策略的特殊性,本文详细分析了系统在高低风速两种运行状态下的控制绕组电流变化规律,并在此基础上以SEC容量最小为目标,研究了新系统的励磁电容优化方案。方案运用Simulink仿真得到励磁电容变化对控制绕组电流的影响,并依据仿真结果运用循环计算和实验验证相结合的方法,最终得到最优的励磁电容值及最佳的切换转速。实验结果证明了该优化方案的正确性和有效性,新系统在保持SEC容量为电机额定功率1/3的情况下实现了宽风速运行,充分利用了低风速下的风能。

定子双绕组异步电机变频交流发电系统辅助励磁电容和滤波电感的优化设计

提出了定子双绕组异步电机(DWIG)变频交流发电系统中的两个关键参数——辅助励磁电容和滤波电感的优化设计方法。利用DWIG控制绕组无功电流解析表达式对不同转速和负载条件下的控制绕组无功电流进行了分析,获得了它的变化规律,进而确立了辅助励磁电容的优化原则。待辅助励磁电容优化后,根据控制绕组最大无功电流及电流快速响应要求来确定滤波电感的上限;按照抑制电流谐波能力要求来确定滤波电感的下限。样机实验结果表明,按所提优化设计方法选取的辅助励磁电容和滤波电感是合理、有效的,能保证系统稳定运行,且实现了控制变换器容量的最小化。

异步电机发电励磁电容的计算

配置专门的同步发电机组作为供电系统停电时生活照明备用电源,在山区农村存在着设备利用率不高、一次性投资过大等问题。而利用异步电动机作发电机使用,可以节约很多投资。在已经实行了异步电动机无功就地补偿的地方,合理地将异步电动机的无功补偿电容作为异步发电机的励磁电容,更是一种经济的应急代用方法。虽然异步电动机配置合适的电容,使用发动机或水轮机拖动即可作发电机运行。

微型水力发电机励磁电容的配接(续)

现代微型(0.4～5kW)水力交流发电机有两种类型:永磁式和励磁式两种。励磁式发电机又包括两种:硅整流励磁和外电路励磁。而当前农村推广使用的以外电路励磁发电机见多。因为它具有操作容易,安装方便,造价低等特点,而且只用普通交流电动机改装即可。但是,励磁发电机由于电容不匹配,输出功率因而受影响,甚至不能正常使用;另外还影响发电机输出电压的稳定。

小型无刷同步发电机新型励磁系统——电容补偿励磁应用

在国内通机行业,单相同步发电机（0.5~10 k VA）与内燃机（主要是汽油机）配套,组成了小容量发电机组,主要用于城乡家庭、工地、林区、部队野战医院和小型船舶等区域的照明、通讯、电动工具、医疗器械和电影机械的电源。其中,出口份额最大的是一款GG950小型单相同步发电机组（0.65~0.9 k VA/50~60 Hz）,它采用的是凸极式逆序磁场励磁无刷单相同步发电机的励磁方式。结合相关工作经验,详细分析了定转子绕组的结构、工作原理、电容补偿思路及其方案,并将其与传统无刷电容励磁电机作比较,以供同行参考。

双绕组异步发电机励磁无功影响因素的分析

定子双绕组异步发电机控制绕组励磁无功容量与电机参数、负载、转速及变比、功率输出端励磁电容等有很大关系。文章分析了额定负载和空载下控制绕组电流及无功功率随转速的变化规律，着重探求了电机漏感、励磁电感、励磁电容值的变化对控制绕组励磁电流及励磁无功功率的影响情况，所得结果有助于双绕组异步发电机的优化设计。

双绕组异步发电机励磁控制的优化

定子双绕组异步发电机控制绕组接励磁调节器,只提供发电机励磁无功功率。在风力发电、飞机发电等系统中,转速变化范围较宽,控制绕组无功变换器的容量最小有助于降低系统的成本,功率绕组励磁电容的大小直接影响着控制绕组的无功容量。文章研究了变速变载运行时励磁电容的取值对于控制绕组无功容量的影响规律,对电机参数的影响作了分析。

一种新型励磁功率电路的研究

提出了一种基于斩波技术的新型励磁功率电路,理论分析表明方案可行,且达到简化装置、提高性能、降低造价的目的,给出了计算机仿真结果。

带整流桥负载的定子双绕组感应发电机系统宽转速运行时的稳态特性

针对带整流桥负载的定子双绕组感应发电机(dual stator-winding induction generator,DWIG)系统在宽转速范围内运行时的稳态运行特性进行了研究。建立了带电容滤波的整流桥负载的DWIG系统数学模型,指出整流桥负载是具有容性的非线性负载,提出了采用数学仿真的方法进行励磁电容的选取以降低变换器容量。采用控制绕组端电压定向的控制策略,对一台18kW、270V带整流桥负载的DWIG系统在变速时稳态规律进行了仿真和实验研究,结果表明发电机系统能够在4000-8000r/min宽转速范围内稳定运行,控制绕组最大功率为功率绕组额定输出功率的37%,控制绕组电流的最大有效值为功率绕组电流额定值的21%,与输出功率比较,实现了大幅度降低控制侧变换器容量的目的。

变速运行的双绕组异步发电机控制绕组无功容量的优化分析

新型的静止励磁调节器控制的双绕组异步发电机控制绕组无功容量的最小化是系统优化的关键问题,它与电机参数、负载、转速及变比、功率输出端励磁电容等有很大关系。在分析传统电容励磁的三相异步发电机变速变载运行机理的基础上,研究了变速变负载运行时控制绕组的无功容量最小化时励磁电容的取值方法。所得结论有助于该新型发电机系统的优化设计及控制。

小型三相异步电动机发电运行的估算

小型三相鼠笼式异步电动机在生产现场可以作为发电机运行。介绍了异步电机发电运行接线的经验口诀,起动电容、工作电容参数的估算口诀,分析了口诀的来源和物理意义。指出了应用这些速算法可以提高生产现场安装、运行和维护的效率。

应用于储油加热领域的异步风力发电系统的研究

将风力发电用于储油加热工程,可以充分利用油田丰富的风能给加热装置输电。本系统采用笼型异步发电机作为风力发电机,将多组电容与加热装置并联于定子端,风速变化时控制每组电容通断以提供合适的无功励磁,将端电压稳定在一定的范围内,同时调节加热装置的并入状态,以使风力发电机输出最优功率,从而有效利用风能。首先基于异步发电机稳态等效电路建立模型,采用单纯形法和分段拟合方法求解电容及负载的分级方案和分组取值,仿真和实验结果验证了系统设计的正确性和可行性。

IMPROVEMENT OF EXPRESSION FOR EXCITATION BY AN ELECTRIC DIPOLE IN GTEM CELL

On the basis of Wilson's work in which the vertical electric dipole is centrally located in GHz Transverse ElectroMagnetic (GTEM) cell, we deduce the expression for the field distribution excited by an electric dipole in the case that the dipole is not centrally located. It will be useful for EMC measurements using GTEM cell.