抽水蓄能发电机励磁绕组匝间短路的环流特性分析

针对抽水蓄能发电机励磁绕组匝间短路早期故障特征易被掩盖的问题,本文对其电枢绕组同相支路环流特性进行分析。首先,根据抽水蓄能发电机运行过程,推导了励磁绕组匝间短路状态下的同相多支路环流公式,得到了匝间短路故障所引起的环流特征谐波;其次,本文选择一台发电容量为334MVA的抽水蓄能发电机作为研究对象,搭建了二维有限元仿真模型,计算了不同故障程度下的气隙磁密大小,验证了所建模型的正确性;最后,根据所建有限元模型,对不同故障程度下的同相分支环流进行分析,并绘制了相应的时域图谱及频域图谱,实验结果证明了环流特征分布可有效用作励磁绕组匝间短路辨识的判据,该方法对早期微弱匝间短路故障检测具有较高的灵敏度。

定子匝间短路对发电机并联支路环流特性的影响

分析了汽轮发电机定子匝间短路故障下的并联支路环流特性,以及故障参数发展对环流特性的影响。对故障时的气隙磁密进行了推导,得到两条并联支路电势差表达式,分3种情况对并联支路的环流特性进行了分析。分析了短路程度加剧、两条支路有效匝数差增大、励磁电流增大等故障参数发展对环流特性的影响。实测了SDF-9型故障模拟发电机在3种不同匝间短路情况下的环流信号,实验结果与理论分析基本吻合。研究表明,当单条支路短路或两条支路不对称短路时,并联支路内部将产生基波与三次谐波环流,且环流数值将随短路不对称程度加剧或励磁电流增大而增大;当两条支路对称短路时,并联支路内部不产生环流,且不论短路如何发展、励磁电流如何增大,环流数值不变。

限矩型液力偶合器气-液两相环流特性仿真预测

限矩型液力偶合器始终工作在部分充液状态下,工作腔内部的工作液体做复杂的气-液两相螺旋环流运动。在不同的载荷工况下,工作液体气-液两相的具体分布形式和环流形态很大程度上决定了偶合器的限矩特性。为了掌握限矩型偶合器内部的气-液两相环流特性,该文以YOXD200偶合器为分析模型,在建立全流道模型的基础上,应用滑移网格瞬态算法,两相流模型采用流体体积法VOF(volume of fluid)模型,对3种典型充液率下的环流形态进行CFD数值模拟分析。数值模拟结果很好地预测了在不同充液率下,随载荷的增加,内部气-液两相流体由小环流向大环流运动的转化过程。该文为实现限矩型液力偶合器转矩跌落工况点的预测及过载能力的估算提供了数值计算的方法和依据。

逆变器并联驱动新能源同步机的环流特性与稳定性分析

为了分析并联驱动方式对新能源同步机(motor-generator pair,MGP)运行稳定性和环流特性的影响,基于多逆变器并联驱动MGP的矢量控制策略,首先根据该并联驱动系统的等效电路研究了环流产生的机理,对比和分析了MGP电流控制和逆变器环流控制在原理上的相似性,揭示了该控制方式下MGP电流调节系数可以等效地起到对逆变器环流的抑制作用。然后结合实验参数分析了MGP电流控制环和环流控制环的稳定性并进行了参数优化,进一步地分析了该参数下逆变器并联数量N对环流控制稳定性的影响,结果表明并联数量的增多会造成控制系统幅值裕度的降低和响应速度的变慢。最后在建立的双逆变器并联驱动5 kW MGP系统的实验平台上对电流控制的稳定性进行验证,所提控制策略可以较好地驱动MGP并网运行,系统响应速度快,逆变器之间的环流小。

调速型液力偶合器两相环流特性预测

随着机械设备不断向重载、大功率方向发展,对于传动装置的性能也有了更高的要求,调速型液力偶合器作为一种重要的传动设备广泛应用于刮板输送机及其他重型机械的软启动中。为了准确预测矿用调速型液力偶合器的流场分布特性及转矩传递特性,应用计算流体动力学软件CFX,利用混合出入口及边界循环条件,在部分充液工况下利用了非均一化两相流动模型,针对某型矿用调速型液力偶合器进行了单流道流场数值模拟。对10%至100%流道充液率及对应不同充液率下0至0.99速比时的内流场进行了CFD数值模拟分析,获取了不同工况下气-液两相环流特性及转矩传递特性曲线,结合流场分布特性分析了输出转矩的趋势变化特点。分析结果合理的预测了调速型液力偶合器的转矩传递特性,流场环流特性的预测解释了流场转矩变化的原因,为调速型液力偶合器的选型与设计提供了可靠的理论依据。

限矩型液力偶合器内部流场环流特性预测

本文选取循环圆有效直径为560mm的YOX560型限矩型液力偶合器作为基型进行研究,建立了三维流道模型并进行了网格划分。利用滑移网格瞬态算法对限矩型液力偶合器内部流场进行CFD数值模拟计算,分析了其在不同充液率下不同工况时的内部流场速度矢量与压力分布的规律。同时对限矩型液力偶合器内部流场的环流特性进行了预测,分析了流体在工作腔、前辅腔、后辅腔之间的耦合流动特性。通过对比仿真计算结果与试验数据,分析了混合模型计算方法的正确性,对限矩型液力偶合器内部流场的研究以及流道结构参数的优化具有一定的参考价值。

水平旋转内消能泄水道空腔环流的旋流特性

本文通过对典型的竖井进流水平旋转内消能泄水道空腔环流的试验观测 ,在流速分布的假定下 ,提出与建立了该体型泄水道各种旋流特性的表达式 ,并给出试验观测结果。试验观测结果表明 ,相对于起始断面的各种旋流特性具有明显的分段性质和沿程衰减的特性 ;下游水位对空腔环流的旋流特性有显著的影响。通过理论分析定义的无量纲综合性无因次旋流参数AM ,物理意义明显 ,较全面的反映了各种基本物理量对空腔环流的影响 ,其沿程线性增大 ,表明空腔环流的断面总动量矩的沿程变化率与单位长度上的壁面切应力对轴心的力矩成正比。

一种新型同相牵引供电系统均流性能研究

研究基于三相-单相变换器的同相牵引供电系统的均流性能。该系统可以完全取消牵引网电分相装置,在牵引网和电网间可以直接进行有功传递,极大改善了电能质量,是一种理想的同相牵引供电系统。建立了该系统的两变电所并网模型与牵引网阻抗模型,分析了系统环流特性和下垂特性,得出该系统具有下垂外特性,可以运用下垂控制实现多个变换器并联运行,并实现系统均流控制,在此基础上给出了该系统的并网控制方法。仿真结果验证了理论分析的正确性。

SPWM多重化并联逆变器的死区效应补偿方法的研究

以SPWM多重化为控制技术 ,对电压型并联逆变器的输出特性进行了谐波分析。通过对并联逆变器系统的环流和负载电流的分析 ,给出了一种死区效应补偿的新方法。实验结果表明 ,利用该方法能有效改善并联逆变器系统的输出特性。

导轮关键参数对液力变矩偶合器性能的影响

采用CFD数值模拟与内外特性试验相结合的方法研究了导轮关键参数对液力变矩偶合器性能的影响。通过预测液力变矩偶合器不同充液率工况下的环流转换特性确定导轮高度区间,分别制定了5组导轮叶片出口角度和叶片数的流道方案,并对其进行特性预测和对比分析。结果表明:叶片出口角度为17°、叶片数为20的导轮流道结构方案可获得较好的综合性能。通过气-液两相环流特性与外特性试验的验证,内外特性数值模拟结果与试验结果吻合较好,证明了本文数值算法的正确性,对液力变矩偶合器的设计具有一定的工程参考价值。