基于J-A模型对直流偏磁条件下变压器励磁电流的模拟及实验研究

针对电力变压器发生直流偏磁时,产生的励磁电流畸变、谐波及损耗增大问题,本文从直流偏磁产生的机理出发,基于J-A模型理论,从能量平衡原理的角度,利用该模型对无直流偏磁及直流偏磁下的变压器铁心励磁电流及磁滞回线进行仿真模拟及实验研究。重点讨论了J-A磁滞模型的原理,参数识别。仿真及实验结果表明,该模型能够很好的描述直流偏磁下电力变压器铁心励磁电流和磁滞回线的波形特征,为研究直流偏磁下电力变压器的性能提供了有效的方法。

基于变感式电抗器的矢量控制系统谐波抑制技术研究

本文提出了一种基于变感式电抗器的变频电机谐波抑制的方法。首先,搭建了协同仿真模型,实现了变频调速系统,解决了矢量控制下场路耦合的问题。其次,对可控电抗器、矢量控制策略和谐波抑制方案进行了设计。定子电流谐波的检测是由瞬时无功功率法完成,负载转矩变化以后系统根据检测到的谐波信息匹配一个合适的电抗率来滤除某次及抑制其以上次数谐波。最后,对系统进行了仿真和实验研究。仿真和实验结果表明基于变感式电抗器的谐波抑制方法对于变频电机谐波抑制具有良好的效果。

具有直流偏磁补偿功能的新型电力变压器结构设计及实验研究

针对变压器直流偏磁现象,提出一种抑制变压器直流偏磁的新方法。首先,基于Preisach理论建立两相磁性材料的磁滞数学模型,确定两相磁性材料材料的剩磁与矫顽力的关系,并制备两相磁性材料;进而,基于磁路磁阻理论,分别考虑直流及交流磁势情况完成新型电力变压器结构设计和电磁设计;最后,基于上述设计及仿真研究,制作2台新型电力变压器样机。仿真及实验结果表明:该种新型电力变压器对直流偏磁具有很好的抑制效果,本文所提出设计方案可行、正确。

直流偏磁对变压器振动噪声的影响

取向硅钢片的磁致伸缩特性是引起变压器振动噪声的主要原因,并且直流偏磁在很大程度上加剧了变压器的振动噪声。本文首先测量了取向硅钢在不同磁密下的磁致伸缩蝴蝶曲线族,研究了轧制方向(RD)和垂直轧制方向(TD)磁致伸缩的特性,同时研究了直流偏磁对磁致伸缩特性的影响,然后用平均磁致伸缩曲线来模拟取向硅钢片的磁致伸缩特性,并将其应用到直流偏磁条件下一台160k V·A干式变压器空载振动的有限元计算。最后实验测量了直流偏磁条件下变压器铁心不同位置的空载振动,以及随着直流偏磁的增大,噪声声压级的值。综合有限元计算和实验测得的空载振动噪声值,分析了直流偏磁对变压器振动噪声的影响。

PWM驱动感应电机轴电压轴承电流

文中建立了PWM驱动感应电机系统的集总参数共模等效电路模型,并给出了等效电路关键参数的计算公式。以3kW变频电机为研究对象,通过仿真和实验验证了PWM驱动感应电机的共模等效电路和关键参数计算值的正确性。分析了轴电压、轴承电流的产生机理与共模电压的关系,同时研究了载波频率和电机运行频率对PWM驱动感应电机的共模电压、轴电压、轴承电流的影响。为研究轴承电流的抑制措施,提高PWM驱动感应电机轴承运行寿命提供理论依据。

电力变压器直流偏磁现象形成机理及一种抑制措施的研究

直流偏磁是变压器的一种非正常工作状态,对电力变压器直流偏磁现象的形成及抑制措施展开研究具有重大的意义。本文基于容易遭受直流偏磁影响的单相变压器模型,模拟直流偏磁下变压器实际工作状态;研究了直流偏磁现象对变压器产生的影响,给出偏磁前后励磁电流及其各次谐波变化,并对偶次谐波增大原因进行了详细分析。提出一种利用两相磁性材料抑制变压器直流偏磁问题的方案,通过控制材料的磁状态实现对变压器内部偏磁磁通进行定向补偿,减小直流偏磁对变压器的危害。利用ANSOFT软件对所设计的变压器进行仿真实验,并制作具有直流偏磁补偿功能的新型电力变压器样机一台,对直流偏磁实施补偿试验;实验结果表明基于两相磁性材料的新型电力变压器对直流偏磁具有很好的抑制效果。验证了所提方案的可行性和正确性。

分布参数共模等效电路关键参数确定及轴承电流计算

针对变频电机轴承电流计算问题,提出了分布参数共模等效电路模型,该模型考虑了电机绕组分布阻抗特性。此外通过解析法及有限元法计算了共模等效电路中关键参数,在此基础上提出了阻抗分离法确定分布参数共模等效电路中的关键寄生参数,该方法综合考虑了电机运行一定周期后绝缘材料性质的变化,使得参数确定更加准确。基于该方法得到了电机内关键寄生参数的频域特性。本文搭建了基于分布参数等效电路的轴承电流仿真模型,利用测得的关键参数,实现了对轴承电流的预测。最后搭建了轴承电流实验平台,测量了轴承电流、轴电压,仿真结果与实验结果基本吻合,证明了本文所提出的分布参数共模等效电路及阻抗分离法确定参数的合理性。

基于电磁屏蔽法变频电机轴承电流抑制研究

针对两种轴承电流抑制措施进行了效能分析,一种为在电机内安装电磁屏蔽槽楔,另一种为在电机轴端安装轴承电流短路环。回顾了电磁屏蔽槽楔的工作原理,通过有限元法计算了电磁屏蔽槽楔对高频电磁场的屏蔽效能;介绍了轴承电流短路环的工作原理。最后以一台3 k W、4极变频电机为研究对象,搭建了实验平台,分别测量了两种轴承电流抑制措施下电机轴承电流,通过实验测量分析了两种轴承电流抑制方法的效能。

频域寄生电容法变频电机Hertz轴承电流密度计算

提出应用频域寄生电容法计算Hertz轴承电流密度。该种方法以电机系统内的寄生电容为研究对象,通过解析法确定其频域特性,结合电机内耦合电容拓扑结构计算轴承电流。本文以一台3k W变频电机为研究对象,通过解析法确定其各部分寄生电容的频域特性,并通过阻抗分析仪对计算结果进行校验。根据变频器电机系统耦合电容模型列写轴承电流线性微分方程,通过一般线性扩展法对其进行求解,求得轴承放电电流。搭建轴承电流测量平台,对轴承电流进行测量,与计算结果基本吻合。最后应用接触力学中的经典Hertz理论求得轴承接触面积,进而计算轴承电流密度。该种轴承电流密度计算方法为定量评估轴承电损伤提供了理论依据。