水电厂发电机开关异常分析及处理

对新安江水力发电厂中法国阿尔斯通公司生产的FKG1N—MKG1N系列SF6发电机开关运行中出现的异常进行了跟踪,统计了故障情况并分析了故障原因,提出了故障处理方法及防范对策。

广蓄电厂发电机开关异常及处理分析

对广蓄电厂中ABB公司生产的HEK4型发电机出口开关运行中出现的异常进行了跟踪,统计了故障情况并分析了故障原因,提出了故障处理方法。

面向波浪发电优化控制的开关磁阻发电机四象限推力分配策略

直线开关磁阻发电机(LSRG)由于其成本低、可靠性高,十分适合直驱式波浪发电的应用场合。为了提升波浪能的捕获效率,波浪发电装置需要采取优化控制策略来主动地改变浮体-波浪间的相互作用,此类策略要求电机在全部四个象限下具备推力指令跟踪的功能。然而,现有的波浪发电LSRG往往工作在固定开通-关断角的模式下,无法满足这一要求。为此,该文提出一种基于优化推力分配函数的LSRG控制方案,以使电机在四象限下以最小的推力波动实现推力指令跟踪。提出考虑直流电压受限这一约束条件的优化推力分配函数,并进一步讨论其在四象限下的实现方案。搭建LSRG-永磁同步电机对拖实验平台以模拟实际波浪发电工况,在恒定速度、阻尼控制和谐振控制的运行条件下,验证了所提出控制方案的有效性。

一种开关磁阻风力发电机新型功率变换系统及其最大功率点跟踪控制

本文提出一种含可变励磁电压且所用开关管数量最少的新型开关磁阻发电机(SRG)功率变换器,包括主电路与励磁电路,主电路所需主开关管数量等于SRG相绕组数,励磁电路仅需一只主开关管。励磁电压与发电电压解耦并可独立控制,励磁电路无隔离环节并与主电路共地。在分析该新型功率变换器工作原理的基础上,针对变速风力发电应用工况,提出基于该新型功率变换器的SRG最大功率点跟踪(MPPT)控制方法,给出励磁电压扰动控制策略。通过对一台750W的SRG样机系统进行仿真和实验,并与基于共上管功率变换器的SRG风电MPPT进行比较,结果表明本文所述新型SRG功率变换器的输出功率增加1.5%,验证了该新型功率变换器及其控制策略的有效性。

开关磁阻发电机半自励功率变换器的设计分析与验证

开关磁阻发电机的输出功率和发电效率有待提高,而功率变换器作为开关磁阻发电系统中能量转换的通道,对整个发电系统的性能改善有着重要意义,可通过对功率变换器进行设计,达到提高开关磁阻发电机输出功率和发电效率的目的。因此首先提出从励磁电压与发电电压解耦角度出发,提高励磁电压并使发电电压低于励磁电压的半自励功率变换器及其控制策略;然后通过启动运行和稳态运行仿真验证了半自励功率变换器的可行性和预防过度充电能力,通过变速、变负载仿真发现随着转速和负载电阻的提高,半自励功率变换器励磁电压与发电电压也随之提高,能够有效提高开关磁阻发电机的输出功率及发电效率,尤其低速时输出功率及发电效率有明显提高,通过单相故障运行仿真,验证了半自励功率变换器具有较强容错能力;最后实验验证了理论分析和仿真的正确性,以及提出的半自励功率变换器及其控制策略的有效性。

开关磁阻风力发电机-齿轮传动系统集成设计与分析

为实现开关磁阻型风电机组轻量化的设计目标、提高设计效率,提出一种开关磁阻风力发电机-齿轮传动系统参数集成设计方法。该方法以开关磁阻风力发电机和齿轮传动系统结构参数为设计变量,以系统质量最小为优化目标。基于有限元法计算开关磁阻发电机磁链与转矩特性矩阵。在此基础上,建立开关磁阻发电机非线性动态仿真模型以计算开关磁阻发电机动态转矩,并应用模拟退火算法优化开关角,获得最大发电机转矩,最后采用下山单纯形优化方法迭代发电机-齿轮系统质量,获得满足设计要求前提下系统质量收敛时的设计变量值。该优化过程优化套优化,可最大程度降低系统质量。上述设计流程通过脚本实现自动化运行以提高设计效率,可实现开关磁阻发电机-齿轮系统轻量化参数集成设计。基于该方法,针对8 MW风电机组进行参数设计,并与现有的相同发电容量永磁型风电机组的质量和发电机转矩性能对比。结果表面:通过该方法设计开关磁阻风力发电机-齿轮传动系统可保证发电机具有良好的转矩性能,同时可有效降低系统质量,且可极大地提升设计效率。

开关磁阻发电机单脉冲模式综合性能优化研究

在基于开关磁阻发电机的起动/发电系统中,系统效率和电压品质是2个最关键的优化目标,它们都与开通角这一控制量相关,但其内在关系十分复杂,而现有文献缺乏对二者的系统性分析,导致难以对开关磁阻发电机的两方面性能进行协同优化。在满足稳压恒功率输出条件下,该文通过仿真和实验分析单脉冲模式下不同开通角对发电机效率与功率因数的影响。在开关磁阻发电机相电流线性模型的基础上,推导电压脉动解析表达式,据此分析不同开通角对电压品质的影响。在此基础上,提出多目标优化函数获取最优开通角,可兼顾系统效率和电压品质,提升发电综合性能。最后,通过实验验证仿真结论分析的正确性和所提多目标优化方法的有效性。

开关磁阻发电机

从描述开关磁阻电机的电磁特性、相电流波形解析、机电能量转换关系等方面 ,讲述了开关磁阻电机作为发电运行的机理 ;阐述了角度控制、斩波控制、脉宽调制控制和直接励磁电压控制等四种调控发电机输出的控制方案 ;文中最后给出了 6/4,6/6和 8/8三种结构开关磁阻发电机样机的特性试验结果。研究表明 ,开关磁阻发电机具有结构简单、能量密度高、过载能力强、容错性好、动静态性能好、效率高等特色 ,在许多场合有开发应用价值。

开关磁阻发电机用于直接驱动、变速运行风力发电系统的评估

介绍了开关磁阻发电机(SRG)基本工作原理、控制规律以及逆变电路拓扑结构,并根据公开文献所提供的样机从力矩密度,效率曲线等性能指标,对开关磁组发电机用于直接驱动、变速运行的风力发电系统进行了评估。结果表明:SRG发电原理新颖、控制灵活、效率高(且高效区宽)、力矩密度高,因而在直接驱动、变速运行的风力电系统中,很有应用前景,值得对其进行进一步的探讨。

航空开关磁阻发电机双通道容错性能研究

12/8结构开关磁阻发电机(SRG)系统可以实现双通道工作,在一个通道故障时能够实现单通道容错工作模式,以提高电源系统的可靠性。但由于两个通道之间存在强耦合,当系统单通道容错运行时电机性能将受到影响。通过建立12/8结构双通道开关磁阻发电机系统的数学模型,仿真分析不同工作模式下绕组电感和不同通道间绕组互感对电机性能的影响。提出一种新的绕组连接方案,实现了两个通道之间的解耦,以提高系统单通道容错运行时的电机性能。最后实验验证了理论和仿真分析的正确性以及该方案的有效性。

基于MATLAB的开关磁阻发电机系统的非线性建模与仿真

在分析SRG数学模型的基础上,用MATLAB/SIMULINK软件建立了SRG系统的非线性仿真模型.该模型中的电机绕组模块、功率变换器模块、转子位置角度转换模块和电压控制模块都是通过SIMULINK中的某些模块搭建起来的,修改容易且直观性强.该模型稍加改变也可作为开关磁阻电动机驱动系统的仿真模型.仿真和实验对比结果表明,仿真结果能真实地反映SRG系统的实际工作状况.

基于Buck变换器的开关磁阻发电机新型励磁模式

提出了基于Buck变换器的开关磁阻发电机(SRG)新型励磁模式。给出并分析新型模式的功率变换器主电路,每相桥臂只需1个主开关器件和1个续流二极管;直流侧电容两端加一个Buck变换器,SRG的输出电压经Buck变换器降压后作为励磁电压,将输出的部分能量回馈到励磁电容,实现励磁。该励磁模式无需外部励磁电源,改变占空比D或通过Buck变换器闭环控制可独立调节励磁电压,且D>0.5时有利于提高输出功率。建立SRG新型励磁发电系统仿真模型,仿真结果表明系统能稳定运行,励磁电压独立可控,发电质量较好,验证了所提出的新型励磁模式的可行性和优越性。

全周期无轴承开关磁阻发电机的设计

分析全周期发电模式下无轴承开关磁阻发电机(bearingless switched reluctance generator,BSRG)的悬浮机理和发电原理,利用等效磁路法推导全周期BSRG的一相磁场储能表达式。考虑到全周期BSRG的控制方式和主、悬浮绕组的电流波形,将两套绕组电流等效为方波;再根据机电能量转换原理,积分得到了利用方波电流峰值表示的平均转矩和平均悬浮力表达式。结合输出功率与平均转矩的关系,推导出了全周期BSRG的主体尺寸计算公式。利用平均悬浮力设计样机最大径向负载要求,并通过绕组峰值电流与气隙磁密的关系计算绕组的匝数。最后,基于所提方法设计了一台实验样机,并通过有限元仿真验证了所提方法的正确性。

一种新型的磁悬浮开关磁阻发电机

为了减弱传统磁悬浮开关磁阻发电机内悬浮力绕组与发电绕组之间存在的强耦合问题,并改善悬浮力性能,提出了一种新型的磁悬浮开关磁阻发电机。结合电机结构说明了运行机理,并基于磁通分布以及绕组磁链的有限元计算结果推导了数学模型。该发电机的混合定子上依次设置悬浮极和发电极,可以减弱悬浮和发电子系统的耦合影响,实现二者的独立控制,并且悬浮极与转子齿的对齐面积等于转子齿宽,可以在发电机运转过程中产生恒定的悬浮力,增强径向负载能力,改善悬浮性能。有限元仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。

一种无位置传感器的开关磁阻发电机控制策略的研究

根据开关磁阻电机发电运行时相电流波形变化特点,该文提出了一种新颖的全导通斩波发电控制策略。该控制策略不需增加任何外围信号检测电路即可实现无位置发电运行,通过理论分析、仿真计算论证了方案的可行性,并在一台6kW 6/4结构的发电机得到成功应用。试验结果表明除效率略有降低外,全导通斩波控制的SRG具有控制简单、可靠性高等优点,因此采用全导通电流斩波控制模式的SRG具有良好的应用前景。

基于微机控制的开关磁阻发电机研究

对开关磁阻发电机（ＳＲＧ）的基本原理、系统性能进行了讨论。ＳＲＧ 系统具有容错能力、能在恶劣环境下工作、高功率密度等特点，这些固有特性使得组合式ＳＲ 起动／ 发电系统是可行的。我们开发了一套以８０Ｃ１９６ＫＣ为控制核心的ＳＲＧ 系统，实验结果验证了ＳＲＧ的优良特性。

开关磁阻发电机的脉宽调制控制

开关磁阻电机作发电运行与电动运行具有对称性 ,因此与开关磁阻电机类似 ,开关磁阻发电机的控制也非常灵活。本文研究开关磁阻发电机控制方法并专门分析脉宽调制控制的两种方式的 (斩单管、斩双管 )特性和规律 ,这两种控制方式对开关磁阻发电机都能有效控制 ,并具有控制精度高等特点 ,斩单管方式优于斩双管方式。用脉宽调制控制的开关磁阻发电机适用于中、小功率场合。

一种开关磁阻风力发电机最大风能跟踪方法

对开关磁阻风力发电机的运行原理和风轮机的功率输出特性进行了介绍,提出了一种不依赖风轮机运行参数即可实现最大风能自动跟踪的变步长控制方法。使用Matlab/Simulink构建了整个系统的模型,进行了仿真,使用直流电动机模拟风力机对提出的最大风能跟踪控制方法进行了测试,系统仿真和试验结果证明该方法是可行的。

开关磁阻发电机输出电压脉动抑制的研究及仿真

分析开关磁阻发电机(SRG)用作恒压源时控制参数对输出电压脉动的影响,采用电容滤波器优化和电压反馈调节器相结合的方法来抑制SRG输出电压脉动。其中,优化后的电容滤波器抑制高频部分的电压脉动,PI型电压反馈调节器抑制主要动态频率段的电压脉动。建立基于自励发电模式和电流斩波控制的SRG电压反馈系统模型,对提出的电压脉动抑制方法进行仿真研究,仿真结果表明了该方法的有效性和可行性。

反串线圈法间接位置检测技术在开关磁阻发电机系统中的应用研究

直接的或间接的转子位置检测是开关磁阻电机SRD(SwitchedReluctanceDrivers)调速系统的主要组成环节。直接位置检测技术能够提供稳定的转子位置信号 ,但需要增加附加的机械结构 ,从而妨碍了SRD在航空领域的推广应用。间接位置检测技术无需增加机械结构 ,为SRD在航空领域的应用提供了可能性。在阐述反串线圈法间接位置检测技术的基础上 ,将该项技术应用到航空开关磁阻发电系统中 ,进行了大量的实验研究 ,在DC2 70V/ 1.5kW的SRD发电机系统中获得了良好的应用效果 。