发电电动机阻尼绕组电流及空载电压畸变率计算分析

摘要

抽水蓄能电站在节能减排、提高电网电能质量、调峰填谷、电网稳定运行等发挥着重要作用，电站核心设备发电电动机也因其运行工况多、过渡过程复杂等特点成为技术及科研人员关注的热点。阻尼绕组是发电电动机必不可少的组成部件，阻尼绕组电流及其产生的附加磁场关系到电机稳定运行，此外阻尼绕组结构是影响电压波形畸变率的主要因素，因此对阻尼绕组进行研究具有重要的理论与工程意义。
　　本文详细分析了国内外关于阻尼绕组电流谐波分析及空载电压畸变率等问题相关文献，论述了相关问题的国内外研究现状，指出了现有研究成果中存在不足，确定了论文的研究内容。
　　基于场路耦合法建立了计算阻尼绕组电流及其各次谐波的数学模型，从气隙磁场分析入手，推导出了阻尼绕组感应电势的表达式。
　　为了研究阻尼绕组电流及谐波分布与阻尼绕组结构间的关系，分别以额定功率为250MW和150MW不同阻尼结构的两台发电电动机为例，建立了时步有限元计算物理模型，通过发电电动机在不同工况下运行时阻尼绕组电流的计算与分析，揭示了两种阻尼结构下阻尼绕组电流及各次谐波的分布特性。
　　在对不同工况运行时阻尼绕组电流分析模型的基础上，对发电电动机空载运行工况下阻尼绕组电流及阻尼槽磁密进行了计算，详细分析了阻尼条数目、直径、槽距比、极靴形状等一种或多种因素对阻尼绕组电流及阻尼槽磁密的影响，揭示了结构因素对阻尼绕组电流、各次谐波及阻尼槽磁密分布规律的影响，为阻尼绕组结构优化及电机转子损耗的评估提供参考。
　　分析了槽距比、阻尼条数目、直径、阻尼绕组中心偏移等因素对发电电动机电压波形畸变率的影响，给出了空载电压波形中主要谐波随各结构参数变化的规律。

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第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题来源及主要研究内容

第2章 发电电动机阻尼绕组电流计算分析

2.1 引言

2.2 磁场对阻尼绕组电流的影响

2.3 电机空载运行阻尼绕组电流

2.4电机负载运行时阻尼绕组电流

2.5本章小结

第3章 发电电动机阻尼绕组电流谐波

3.1 引言

3.2 阻尼节距对阻尼绕组电流的影响

3.3 磁性槽楔对阻尼绕组电流的影响

3.4阻尼条直径对阻尼绕组电流的影响

3.5阻尼绕组中心偏移对阻尼绕组电流的影响

3.6小结

第4章 发电电动机空载电压波形分析研究

4.1 引言

4.2 电机空载试验

4.3 阻尼节距对电压畸变率的影响

4.4 阻尼绕组中心偏移对电压畸变率的影响

4.5 阻尼条直径对电压畸变率的影响

4.6 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成果

致谢