发电电动机动态转换过程阻尼绕组电流与电磁力研究

摘要

抽水蓄能电站对调节电网功率，保证电网安全稳定的运行有着举足轻重的作用，发电电动机是电站的核心设备之一，电机需要在静止、调相、发电、电动等工况进行频繁切换，具有起停频繁，双向旋转的特点。发电电动机在动态转换的过程中，电气参数会随之变化，为了明确动态转换过程中主要结构件的约束机理，有必要对动态转换过程阻尼绕组电流和电磁力进行系统研究，为发电电动机的优化设计和安全稳定的运行提供理论参考。
　　本文在对国内外大量文献的分析基础上，论述了有关阻尼绕组电流与电磁力的研究现状，指出现有成果的研究方法，并确立了本文的研究内容。
　　本文以某抽水蓄能电站发电电动机为研究对象，给出了二维时变运动电磁场的Maxwell方程，在此基础上推导了阻尼绕组电流和阻尼绕组洛伦兹力的表达式，并分别对电机多种运行工况下电机参数的变化进行分析。首先建立有限元模型分析了空载运行下的阻尼绕组电流及谐波，阻尼槽壁磁密。然后仿真计算了不同负载转矩时和不同励磁电流时的电机参数规律，如功率因数角，功率角，定子电枢电流，无功功率等，以及分析了不同负载转矩时的气隙磁密，阻尼条电流，阻尼槽壁磁密，阻尼条洛伦兹力。
　　最后就不同负载状态的转换过程，对阻尼绕组的洛伦兹力进行仿真计算，得到额定负载分别过渡到0.2倍负载，0.4倍负载，0.6倍负载，0.8倍负载的过程，阻尼条洛伦兹力的变化情况与规律。本文研究的不同工况下的阻尼绕组电流与洛伦兹力可以为后续的阻尼绕组结构优化，阻尼绕组损耗等问题提供参考。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究意义

1．2．1 阻尼绕组电流计算

1．2．2 电磁力计算

1．3 主要研究内容

第2章 发电电动机的基本理论分析与模型建立

2．1．1 二维时变运动电磁场的Maxwell方程

2．1．2 发电电动机的阻尼绕组电流的计算

2．1．3 发电电动机阻尼绕组洛伦兹力的计算

2．1．4 发电电动机不同负载下的参数分析

2．1．5 发电电动机不同励磁条件时的参数分析

2．2．1 二维有限元模型的建立

2．2．2 发电电动机空载分析

2．3 本章小结

第3章 电动工况不同负载状态下阻尼绕组电流与电磁力计算分析

3．1 电动工况不同负载的电机参数变化

3．2 电动工况不同负载对电机磁场的影响

3．3 电动工况不同负载下阻尼绕组电流计算分析

3．4 电动工况不同负载下阻尼绕组电磁力计算分析

3．5 本章小结

第4章 电动工况不同励磁条件下阻尼绕组电流与电磁力计算分析

4．1 电动工况不同励磁条件下的电机参数变化

4．2 电动工况不同励磁条件对电机磁场的影响

4．3 电动工况不同励磁条件阻尼绕组电流计算分析

4．4 电动工况不同励磁条件阻尼绕组电磁力计算分析

4．5 本章小结

第5章 电动工况不同负载过渡过程电磁力计算分析

5．1 额定负载过渡到0．2 倍负载阻尼绕组电磁力计算分析

5．2 额定负载过渡到0．4 倍负载阻尼绕组电磁力计算分析

5．3 额定负载过渡到0．6 倍负载阻尼绕组电磁力计算分析

5．4 额定负载过渡到0．8 倍负载阻尼绕组电磁力计算分析

5．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得的成果

致谢