不对称转子结构双轴励磁电机同步电抗计算

双轴励磁同步电机(双励机)具有高稳定性和深度进相运行能力,对于提升电力系统稳定性、抑制系统过电压具有重要意义。具有两相不对称正交转子绕组结构的双励机转子热负荷低、结构简单,但也导致其磁路结构与传统同步电机有很大不同,进而影响同步电抗的大小。本文建立了双励机的时步有限元模型,分析了励磁方式对励磁磁动势与运行工况对气隙合成磁动势,即对同步电抗的影响。采用两种方法计算了不对称转子结构双励机的同步电抗,对比研究了双励机与传统同步电机同步电抗的差异,揭示了不同励磁方式下双励机同步电抗随功角的变化规律。研究结果可为双励机的精确仿真计算提供理论依据。

双轴励磁同步电机同步电抗随运行工况的变化规律

双轴励磁同步电机(双励机)的高稳定性对建设高可靠性电网及保障要害区域的供电具有重要意义。而双励机转子上具有一套两相励磁绕组使得其磁路结构及同步电抗与普通同步电机存在差异。该文建立双励机的时步有限元模型,对比分析双励机与普通同步电机在饱和特性、磁场分布等方面的差异。采用两种方法计算双励机的同步电抗,研究了双励机单轴励磁和双轴励磁时,不同运行工况下同步电抗的差异;重点分析双励机双轴励磁时,分别选取励磁绕组轴线和励磁合成磁动势位置作为直轴时,同步电抗随功角的变化规律。最后,通过双励机模型机实验验证了计算结果的正确性。研究表明:双励机的同步电抗明显小于普通同步电机;双轴励磁时,选取不同直轴会导致同步电抗随功角的变化规律不同。

双定子混合励磁同步发电机电磁设计分析及实验研究

针对风力发电用永磁同步电机具有转速随机性较强导致端电压不稳定的特点,设计了一种双定子混合励磁同步发电机,并给出其电磁设计方法。利用三维有限元方法分析励磁电流变化时的电机空载磁场分布,并计算绕组磁链、感应电动势及电感等参数。研制了一台8极27槽样机,测试了发电机内外定子相电动势波形及空载特性。实验结果验证了理论分析的正确性,此电机结构合理,可有效提高电机功率密度,通过调节励磁电流,可稳定电机端电压,适用于风力发电等变速发电场合。

双PWM变换器励磁的交流励磁发电机励磁系统设计

分析了基于动态同步坐标轴系的交流励磁发电机双通道解耦励磁控制策略,提出了采用具有优良输入、输出特性的双脉宽调制(PWM)控制交—直—交电压型变频器作为交流励磁发电机的励磁电源。采用高速数字信号处理器TMS320F2812设计实现了双PWM变换器励磁的交流励磁发电机励磁系统实验平台。通过实验研究表明:基于动态同步坐标轴系的双通道解耦励磁控制策略能够实现交流励磁发电机有功、无功和转速的独立调节,发电机具备良好的动态响应能力;双PWM变换器具有功率双向流动、输入和输出谐波电流小、动态性能优良、功率因数可调等优点,是交流励磁发电机的理想励磁电源。

具有双励机的混合多机电力系统非线性综合控制器的研究

本文以电力系统的非线性模型为基础，依据坐标变换和反馈控制理论，推导设计了具有双轴励磁同步发电机（双励机）的混合多机电力系统的励磁和汽门非线性综合控制器。仿真表明，本文提出的控制方案不仅可以提高电力系统的暂态稳定性，而且可以有效地改善系统的动态特性。

双轴励磁同步发电机的微分反馈非线性最优励磁控制

本文在微分几何理论的基础上，提出了更简明、更适合工程用的面向多输入系统的微分反馈补偿物理精确线性化方法，解决了电力系统控制设计中的强非线性问题及鲁棒性问题，并据此推导了双轴励磁同步发电机的微分反馈非线性最优励磁控制规律。仿真结果表明，所设计的控制方式能较大幅度地提高系统的动态稳定性和暂态稳定性。

双轴励磁发电机功率跟踪励磁控制系统研究

采用传统双通道励磁控制系统的双轴励磁发电机(简称为双励机)动态过程时间长,振荡幅值大,不利于电力系统的稳定运行。为此,在双励机的功率反馈环节增加不完全微分控制,提出了一种具有功率跟踪功能的励磁控制系统。对双励机动态过程中的有功功率、无功功率和励磁电流差值进行不完全微分,进而判断功率的变化趋势,调节d、q轴励磁电流的比例以改变励磁磁动势的方向,进而抑制功率的振荡,最终达到增加系统阻尼的作用。以转矩扰动和无功扰动为例,对比研究了功率跟踪励磁控制系统与双通道励磁控制系统对双励机动态过程振荡幅值和振荡时间的影响,结果表明,采用功率跟踪励磁控制系统可大幅减小系统的振荡幅值和振荡时间,有效提高系统的阻尼,为电力系统的稳定运行提供有力支撑。

自行火炮初级供电系统负载特性的研究

自行火炮初级供电系统的设计依据是用电设备的负载特性。研究自行火炮初级供电系统的负载特性,其中绝大部分负载设备所需电能为直流电能,即使采用交流发电装置,用电设备所需电能也须经过二次电源变换后使用,因此,自行火炮初级供电系统的本质是直流系统。按此思路设计自行火炮初级供电系统时可忽略发电装置输出电能的频率、波形失真度和相角对称度等交流技术指标,使设计出的自行火炮初级供电系统结构简明、运行可靠和费效比高,这种设计理念值得研究和推广应用。

双励机与普通发电机静态稳定性的比较分析

从理论上研究双励机改善系统稳定性的能力，一直是双励机研究中的问题之一，本文运用罗斯一胡尔维茨判据，通过分析双励机与普通发电机线性状态方程的特征方程变号的条件．证明了双励机具有比普通发电机更广阔的稳定区域。

基于模糊PID双模控制的同步发电机励磁控制器仿真研究

PID控制策略是励磁系统的主要控制方式,但当系统工况发生变化时,其不能满足系统运行的动态和稳定性要求。为克服PID控制策略的缺点,设计一种模糊PID双模控制器。仿真结果表明,基于模糊PID双模控制的同步发电机励磁控制器可以明显改善发电机在扰动条件下的动态特性,具有响应速度更快的特点,实现了励磁系统的稳定控制。

双轴励磁同步发电机的稳态分析

应用普通电机理论，分析了双轴励磁同步发电机稳态运行的电磁关系、相量图和功角特性。其中分别考虑了凸极和隐极，不饱和和饱和情况。还编制了计算饱和情况下的功角特性和参数的框图。

双轴励磁同步发电机的非线性励磁控制

研究了基于Lyapunov稳定理论的非线性控制原理,并应用该原理研究了双轴励磁同步发电机非线性励磁控制方式。计算机仿真和动模实验表明:该控制方式具有较强的鲁棒性,在系统参数或运行状态变化时都具有良好的控制效果。

双绕组感应发电机静止励磁调节器的锁相环研究

双绕组感应发电机具有随负载变化调节励磁磁场、保持负载电压恒定不变的优点,通过静止励磁调节器输出的有功电流控制母线电压、无功电流控制负载电压,两者经过坐标变换形成反馈电流,实现系统的闭环控制。锁相环(PLL)为坐标变换提供相位信息,选用合适的PLL可以提高坐标变换的动静态性能,为控制系统提供快速准确的反馈信息。分析了双绕组感应发电机励磁电压的特点,分析了双dq变换PLL、延时信号对消PLL、基于延时信号对消的滑动平均滤波PLL的各自工作特点,最后优选了基于延时信号对消的滑动平均PLL检测励磁电压相位。