十二相整流发电机缺桥故障运行分析

十二相整流同步发电机系统以其直流供电品质高、容错运行性强等优点被应用于舰船平台。为研究系统缺桥时的故障运行性能,该文基于电路拓扑理论,建立了计及前25次谐波磁势的十二相整流同步发电机仿真模型,通过回路电流法列写模型变拓扑网络方程并进行数值求解,建模简单、计算速度快。对缺桥运行时系统的不对称运行特征及直流供电品质进行了分析,为多相整流电机缺桥容错运行的可行性分析提供了理论依据。通过将4 k W样机四桥正常运行与缺桥运行时的仿真结果与实验结果分别进行对比,验证了该仿真模型的有效性与准确度。

十二相整流同步发电机定子匝间短路故障计算

十二相整流同步发电机能提供大功率、高品质的直流电源,已广泛应用于舰船、飞机等移动平台中。鉴于对平台安全运行的高可靠性要求,本文对其中十二相电机可能发生的定子绕组匝间短路故障进行了理论和实验研究。建立了十二相整流发电机定子匝间短路的多回路数学模型,既可全面计及短路故障点位置和气隙磁场空间谐波,又能考虑正常及定子匝间故障情况下整流管不同通断状态引起的回路拓扑结构变化。用变步长的数值积分法求解了由时变系数微分方程组构成的数学模型,实现了系统正常及定子匝间短路故障时对发电机定、转子绕组及直流侧负载电压、电流等电气量的数字仿真。在一台特制的4kW十二相样机上进行了负载工况下定子匝间短路实验,实验结果与仿真结果吻合,验证了数学模型的正确性,并据此分析了十二相整流发电机定子匝间短路故障的电气特点。计算结果为十二相电机定子匝间短路故障的检测或保护研究提供了重要依据。

十二相整流同步发电机系统异桥相间短路的故障分析

十二相整流同步发电机系统在移动平台已得到广泛应用。出于对系统安全运行问题的全面考虑,该文分析了该系统中一种特殊的定子内部短路故障——异桥相间短路。考虑到故障相所在的两组三相绕组之间故障附加回路的特殊拓扑结构及其对整流桥换相模式的影响,该文对原有的十二相整流发电机多回路数学模型进行了扩充,用来计算异桥相间短路的定、转子绕组及整流桥直流侧负载电压、电流等电气量,并通过样机实验,验证了计算结果的准确性。基于仿真与实验结果,分析了十二相整流发电机定子绕组异桥相间短路故障的电气特点,特别指出其短路回路电流等故障量随直流侧负载电阻增大而减小,为这种特殊故障的危害评估及保护研究提供了依据。

十二相异步发电机功率绕组与整流系统的电路分析

为了对异步发电机十二相功率绕组带整流负载系统进行仿真计算,采用了基于电路拓扑理论的回路电流法。针对系统多回路变拓扑结构加之电容与电感元件同时存在等复杂情况,以网络图论为基础,结合回路电流法,列写矩阵形式表示的网络方程。求解过程中定步长和变步长联合使用,解决了计算结果的稳定性问题。通过对计算数据进行等间隔插值、快速Fourier变换、输入量迭代等数值计算方法的应用,最终得出各变量的基波与谐波分量。仿真波形与实验波形比较吻合证实了分析方法的有效性,而变量基波分量计算值与实验值一致说明分析方法的相当高准确性。

基于有限元场路耦合的十二相整流发电机系统定子匝间短路分析

为研究十二相整流发电机系统在定子绕组匝间短路时的运行情况,建立了基于有限元场路耦合仿真的十二相整流发电机系统模型,该模型综合考虑了齿槽效应、谐波等的影响,具有较高的精确度,适用于系统的发电机故障和整流部分故障的研究。根据所建立的模型,对十二相整流发电机系统定子绕组匝间短路故障进行了研究,通过分析故障状态下系统的负载电压、相电压、相电流、短路电流等的变化特点,说明定子绕组匝间短路故障对系统产生的影响。通过仿真与实验结果对比,验证了该文所建模型的合理性和正确性。

考虑直流侧线路电阻时十二相发电机整流系统突然短路研究

本文根据功率平衡的原则 ,将十二相发电机整流供电系统直流侧线路电阻折算到相应的交流侧各相绕组。在此基础上导出了相应的定子短路时间常数的表达式。借鉴文献 [1 ]的结论 ,进一步导出了考虑线路电阻时十二相发电机整流系统直流侧突然最大短路电流的计算公式 ,说明了线路电阻对短路电流的影响。通过数字仿真及试验进行了验证。

十二相整流发电机系统二极管故障时场路耦合仿真分析

为研究十二相整流发电机系统在二极管故障时的运行情况,建立了基于有限元的场路耦合仿真模型。根据所建立的模型,分别对十二相整流发电机系统中二极管开路故障和短路故障进行了研究,得到两种二极管故障状态下系统的负载电压、相电流的运行特点,阐明了二极管开路故障和短路故障对系统产生的影响。将仿真结果与实验结果进行对比,验证了模型及分析的合理性、准确性。研究为二极管开路时系统容错运行的可行性以及二极管短路时系统保护方案制定提供了理论参考。