同步发电机整流系统的建模

为分析同步发电机整流系统的运行稳定性,给出了系统简化模型。为考虑换相重叠,超瞬变电感从电机中分离出来,带整流负载的三相同步发电机数学模型只计及转子回路磁链的直流分量。忽略了交流侧和直流侧的谐波,整流器的数学模型利用开关函数。对三相同步发电机整流带反电动势负载系统的数学模型进行线性化,从而导出了发电机在直流侧的等效阻抗、系统等效阻抗和系统特征方程,利用它们可分析系统的稳定性。

同步发电机整流系统的稳定性分析

同步发电机整流带反电动势负载时,当系统参数不匹配,在一定工况下,可能出现低频振荡。为了消除低频振荡,基于系统的特征方程、利用R ou th判据推导出小扰动稳定判据,对特征根和系统的等效阻抗进行了计算和分析。系统出现低频振荡是由于系统负的等效阻抗导致自激和Hop f分叉。当系统的总阻抗为零,且有一对共轭的特征虚根时,低频振荡出现。仿真证实了理论分析。给出在转子的交轴上增设一短路绕组和增大交轴阻尼绕组的时间常数等几种解决低频振荡的措施。

大中型异步电动机定子模态的仿真分析

为了降低电动机的电磁噪声有必要分析和计算定子振动模态。本文利用ANSYS有限元软件研究大中型异步电动机定子的模态振型和固有频率,重点讨论了成型绕组、径向通风道、肋、压圈和机座对定子铁心振动的影响。研究表明,成型绕组对定子模态有重要的影响,不考虑绕组固有频率会明显减小;径向通风道、肋和压圈对高阶模态的固有频率影响较大;机座的约束使得定子铁心的模态振型发生变化。

笼型异步电动机径向电磁力波的有限元计算

建立笼型异步电动机的场路耦合时步有限元模型,通过定子相电流仿真波形和实测波形的谐波比较验证有效性。基于该模型计算气隙磁通密度,进而利用经典的Maxwell应力张量法计算径向电磁力。气隙磁通密度和径向电磁力均随空间和时间变化,利用二维傅里叶分析分别求解它们的谐波;并探讨齿槽和转差率对磁通密度和径向电磁力的影响,以及磁通密度波和径向电磁力波之间的关系。将径向电磁力波和实测电磁噪声频谱进行了分析和对比,结果表明径向电磁力波的计算是合理有效的。利用本文方法计算的径向电磁力及其谐波可应用于在设计阶段对电磁噪声的分析。

降低大中型异步电动机电磁噪声的槽配合选取方法

目前为了限制大中型异步电动机的电磁噪声而选用的槽配合主要是基于经验,没有考虑振动模态,有时会导致电磁噪声超标。本文对定转子齿谐波和饱和谐波引起的电磁力波详细理论分析的基础上,给出了考虑定子模态时槽配合选取方法。该方法主要是利用优化转子槽数来合理选取槽配合,以达到限制电磁噪声的目的。以YKK500-10型电机为例,通过两种槽配合的电磁噪声分析和实测结果验证了本文方法限制电磁噪声的有效性。

750kV沿线避雷器限制操作过电压研究

以中国即将建设的兰州东-银川东750 kV输电线路工程为背景,结合国外对操作过电压水平的研究,利用电磁暂态计算程序(PSCAD/EMTDC)分别计算了沿线装设多组避雷器对三相合空线、单相自动重合闸操作过电压的限制效果。计算表明,如果不装设沿线避雷器,三相合空线、单相自动重合闸操作过电压最大值分别为2.45 p.u.和2.63p.u.,而采用沿线装设多组避雷器的方法可以将上述两种750 kV线路的操作过电压抑制到1.80 p.u.以下,甚至更低。另外,随着避雷器组数的增加,通过避雷器的总能量会有所增加,但单个避雷器的通流容量却有所下降。

考虑开槽和饱和时鼠笼异步电动机谐波的解析计算

为了在设计阶段降低异步电动机电磁振动噪声,有必要计算气隙磁通密度谐波。该文提出了考虑开槽和饱和时鼠笼异步电动机电流谐波和气隙磁通密度谐波的解析计算方法。建立求解稳态电流谐波的数学模型,再由电流求出总磁动势和气隙磁通密度谐波。电流谐波与磁通密度谐波之间的相互依赖关系可利用多次求解来处理。与实测结果和有限元法计算结果的比较验证了该方法的有效性。该解析法可应用于气隙磁通密度谐波的快速计算,尤其对于中大型异步电动机有重要的实用价值。

双主动全桥变换器的高频振荡影响因素

随着新一代宽禁带半导体器件在双主动全桥(DAB)变换器中的应用,变换器交流侧出现较高的电压上升率(dv/dt)。高dv/dt含有丰富的高频谐波成分,引起变压器分布电容与系统感性元件之间产生严重的高频振荡问题。该文基于高频变压器π型三电容分布参数模型,推导了变压器端口电压高频振荡的时域解析方程,定量分析了dv/dt和变压器分布电容对高频振荡幅值的影响,并通过调节系统dv/dt实现了对高频振荡幅值的抑制。搭建了DAB变换器实验样机系统和对应的LTspice电路仿真模型,验证了高频振荡问题理论分析的合理性和正确性。