谐波励磁无刷三相同步发电机的常见故障及处理方法

文章以SB-w系列谐波励磁无刷发电机配DTW5型自动电压调节器运行为例,叙述了谐波励磁无刷三相同步发电机的常见故障和处理方法。

基于双环路同步旋转的双三相永磁同步发电机自抗扰谐波电流抑制

双三相永磁同步发电机(Dual three-phase permanent magnet synchronous generator,DTP-PMSG)具有高功率密度、高容错性和高可靠性等特点,广泛适用于高端装备领域。但由于电机气隙磁场畸变及整流器开关器件死区时间等非线性因素的影响,导致双三相永磁同步发电机定子绕组中通常含有大量谐波电流。谐波电流会增加系统损耗,降低发电机效率,影响发电系统性能,特别是映射到x-y谐波子平面上的5、7次谐波,由于该平面对应的阻抗较小,因此即使很小的谐波电压扰动都会引起较大的5、7次谐波电流。为抑制定子绕组中的谐波电流,提出基于双环路同步旋转的自抗扰谐波电流抑制策略。所提策略利用双环路同步旋转坐标变换将x-y谐波子空间的5、7次谐波分别映射到与其同步的旋转坐标轴系中,在各自环路中采用自抗扰控制器将12倍频交流分量视为系统总扰动的一部分观测出来并对其补偿,从而实现对多维谐波电流的有效控制。最后,通过试验验证了所提控制策略的正确性和优越性。

混合励磁发电机谐波无刷励磁系统设计研究

为解决永磁发电机气隙磁场调节问题并保持其无刷化的优点,提出一种基于谐波磁场的混合励磁发电机无刷励磁原理,推导转子励磁绕组电流与定子谐波励磁绕组电流之间的关联关系。给出了谐波无刷励磁系统的设计原则和方法,包括输入直流电流和不同频率交流电流励磁时的定子谐波励磁绕组极对数、转子谐波绕组和励磁绕组节距,以及构成谐波无刷励磁系统的绕组匝数的确定方法。以一台48槽、2对极的混合励磁发电机为例,详细分析了定子谐波励磁绕组、转子谐波绕组和励磁绕组设计过程,得到了相应的绕组展开图和绕组布置示意图。针对定子谐波励磁绕组极对数分别为8、12和24三种情况进行了仿真计算,电枢绕组空载线电压谐波分析与转子谐波绕组感应的谐波电动势次数均与理论分析相符。研制了一台谐波无刷混合励磁同步发电机样机,测试结果验证理论分析和计算的正确性。

三相无刷同步发电机转子绕组不同连接方式可靠性分析

电励磁三相无刷隐极同步发电机可通过改变励磁绕组电流大小改变气隙磁场强度,从而实现宽范围电压调节。转子绕组是三相无刷隐极同步发电机的重要组成部分,其一般采用同心式绕组。并联支路数为1的转子绕组极间、重间连接后,引出线正端与负端在铁心端面固定并直接引出。而并联支路数大于1的转子绕组不仅需要极间、重间连接,还需选择恰当的并联连接方式。不同的连接方式直接影响转子绕组的复杂性与可靠性。以10极5 MW三相无刷隐极同步发电机为例,对并联支路数为2的转子绕组不同连接方式进行比较。结合工艺性与可操作性,选择最优转子绕组连接方式,制作了发电机转子绕组以及样机。结果表明,该连接方式简单可靠,可提高产品工艺性,有效避免转子绕组绝缘故障。

基于开放绕组的新型无刷谐波励磁同步发电机

在开放式绕组发电机中,三相定子电流可以包含完全相同的谐波电流成分,例如3次谐波电流。本文据此提出了一种新型的无刷谐波励磁同步发电机结构。与已有利用转子磁场所包含的3次谐波磁场的励磁技术不同,该原理利用定子开放绕组中的3次谐波电流成分或高频单相电流成分或直流成分所产生的定子脉振磁场在转子谐波绕组中产生感应电动势,经整流后为转子励磁绕组提供励磁电流,从而在不采用独立励磁机的前提下实现无刷化的电励磁同步发电机。本文对该谐波励磁原理进行了理论分析及电磁场有限元计算验证,并在此基础上进行了样机实验验证,证明了该原理的可行性。该谐波励磁原理的意义在于,提供了一种无刷励磁的同步发电机方案,以期减少高性能发电机对日益昂贵的稀土永磁材料的依赖与消耗。

三相无刷同步发电机转子绕组端部绝缘结构设计

针对三相无刷同步发电机转子绕组端部存在匝间短路故障的问题,提出一种转子绕组端部绝缘结构,以一台1600kW三相无刷隐极同步发电机为例,设计了此种端部绝缘结构,详细描述了这种绝缘结构的设计方法,并应用于此台发电机中。结果表明:此转子绕组端部绝缘结构可以有效避免端部匝间绝缘短路,该方法可靠实用,为同类型发电机转子绕组端部绝缘结构设计提供借鉴和参考。

三相倍极三次谐波感应励磁同步发电机的分析与研究

提出了一种新型三相倍极三次谐波感应励磁同步发电机，该电机无刷、无励磁机。样机试验表明，该种电机具有较好的电压波形和良好的自励恒压作用。

感应励磁无刷三相同步发电机转子电流分析

介绍一种感应励磁无刷三相凸极同步发电机的基本原理,着重分析其转子电流的理论解,并讨论漏磁对转子电流的影响。还给出一台3kW样机的转子电流实测波形,实测结果与理论解相符。

交流无刷谐波励磁同步发电机故障诊断

分析了交流无刷谐波励磁发电机的结构特点,通过试验提取了其故障特征。采用其监控仪表,判定故障范围,并设计了诊断流程,对使用维修人员具有指导意义。

谐波励磁三相同步交流发电机不对称运行的危害及分析

简要叙述谐波励磁三相同步交流发电机不对称运行所产生的现象，分析发电机过电压的原因，介绍谐波励磁发电机运行时注意的事项及应采取的措施。

正交谐波无刷励磁同步发电机原理及应用

着重讨论了正交谐波无刷同步发电机励磁系统的原理、特点及应用中的故障分析。

采用TCA785移相触发集成电路组成三次谐波无刷同步发电机励磁调节器

介绍了如何采用西门子公司生产的TCA785移相触发集成电路设计无刷同步发电机励磁调节器。只需略为改变该励磁调节器的参数或线路,该励磁调节器便可控制更大容量的各式同步发电机及多种自动控制系统。

谐波励磁同步发电机空载谐波磁场分析

说明了利用ANSYS有限元分析软件的电磁分析功能对谐波励磁同步发电机空载谐波磁场 进行分析,通过对谐波励磁同步发电机的电磁场进行计算,得出了样机的矢量磁位AZ、磁力线分布图 和磁密分布图。然后对电磁场的计算结果进行后处理,得出了谐波励磁同步发电机的旋转磁场波 形、谐波绕组电压波形和谐波绕组空载特性曲线。最后用在谐波励磁同步发电机上的实验结果与计 算结果的比较说明了方法的正确性,可为谐波励磁同步发电机的设计提供理论依据。

三相同步发电机相复励励磁系统的高频电磁干扰

相复励励磁系统是现代同步发电机的核心组成部分。该文根据端口等效原理和差、共模电路,得到斩波器的差、共模干扰源的计算方法,然后基于整流桥的连续导通模式给出其差、共模干扰源的计算公式,从而建立了三相同步发电机相复励励磁系统的干扰源模型。推导了三相变压器的差、共模模型,给出了电机绕组的高频模型,得到了干扰耦合通道的参数提取方法。在此基础上,提出了三相同步发电机相复励励磁系统的高频差模与共模模型,得到了系统总电磁干扰的计算方法。针对某型相复励三相同步发电机进行了实验,证明了理论分析方法的正确性。

具有附加谐波绕组的混合励磁同步发电机结构和原理

为解决永磁同步发电机气隙磁场难以调节的问题,同时又保持其无刷化的优点,提出一种基于谐波励磁的无刷混合励磁同步发电机。该发电机在混合励磁同步发电机的基础上,增加了2套附加谐波绕组:定子谐波励磁绕组和转子谐波绕组。定子谐波励磁绕组建立的谐波磁场会在转子谐波绕组中感应谐波电动势,该谐波电动势经二极管旋转整流器后直接提供给转子励磁绕组。阐述该新型电机的基本结构,并分析转子谐波电动势的产生机理及其励磁原理。理论计算和实验结果表明:通过控制定子谐波励磁电流,可以实现该发电机气隙磁场和端电压的调节,同时验证了文中提出的无刷谐波励磁原理的正确性和方案的可行性。

无刷三相同步发电机交流励磁机安装结构的改进

交流励磁机与同步发电机的安装结构影响交流励磁机的气隙调整,通过改进励磁机的安装结构使得交流励磁机的气隙调整更方便、可靠。

无刷励磁同步发电机旋转整流器故障的模糊神经网络诊断

模糊神经网络是模糊逻辑与神经网络相结合而构成的 ,具备模糊技术和神经网络技术的优点 ,应用于电力系统故障诊断中 ,是一种使用方便的人工智能处理系统。基于模糊神经网络对无刷励磁同步发电机旋转整流器故障诊断进行研究。经过训练后的模糊神经网络 ,在对旋转整流器故障进行诊断时 。

无刷励磁同步发电机不对称运行瞬态仿真研究

提出了一种与常规取法不完全符合的基于主发电机的互感可逆的统一的标么值系统,并对无刷励磁同步发电机不对称运行(包括两相线一线短路、两相对地短路、单相对地短路及强励磁)进行了仿真计算,首次提供了该系统不对称运行瞬态过程中各参量(包括电压、电流)完整的瞬态到稳态的波形,最后介绍了一种能合理解决整流桥系统的模式间正确转换的方法——试探法。

磁极极尖部饱和度对谐波励磁同步发电机谐波空载特性的影响

对谐波励磁同步发电机空载磁场进行大量有限元计算,应用齿磁通法对电磁场的计算结果进行后处理,得出了谐波绕组空载特性曲线。比较计算结果与实验结果,说明了该方法的正确性。基于该方法,分析了转子磁极极尖部的饱和度对谐波励磁同步发电机谐波空载特性的影响,并得出了一些有用的结论。

励磁突变对无刷励磁同步发电机整流系统负载电流的影响

分析了无刷励磁同步发电机整流系统突加 /突卸励磁时的过渡过程 ,得到了影响负载电流上升和下降时间的主要时间常数 ,并对理论分析结果进行了仿真和实验研究 ,仿真结果与理论分析吻合良好 .实验波形所反映的变化趋势亦与仿真及理论分析结果较为符合 .