同步发电机

摘要： 0 引言大型水电站通常地处较偏远山区,往往需要经过较长的输电线路并入电网。而水轮发电机由于其独特的启动性能,仅依靠水力,无需借助电网即可实现机组启动,比较适合作为地区电网的黑启动电源。然而由于送出线路较长、电压等级较高,很容易引起参数谐振现象,即水轮发电机-变压器组的电感与线路分布电容形成谐振电路,同步发电机在未加励磁情况下,通过剩磁在发电机端自发建立电压并与线路形成正反馈进行放大,从而产生过电压,威胁设备绝缘或损坏避雷器。

摘要： 为了解决传统外转子永磁中频同步发电机输出电压波形畸变严重的问题,针对改善电枢绕组电动势波形的优化措施进行了研究。阐述了外转子永磁中频同步发电机工作原理,该发电机采用“柴油机+永磁中频发电机+变频控制”的技术路线,可直接输出正弦的400Hz中频交流电,通过整流、逆变变频控制电路或者高频整流和滤波电路转变为230V/50HZ工频交流电或者直流电,从而实现多种供电制式,做到一机多用。该发电机从相邻磁瓦的弧度比和偏心距两个方面进行了优化,得到了改善电枢绕组电动势波形的弧度比和偏心距范围。研制了2台外转子永磁中频发电机样机,实验结果验证了提出的削弱外转子永磁中频同步发电机输出电压波形谐波措施的有效性。

摘要： 同步发电机是水利水电系统中的重要元件,用于产生电能。为精确预测同步发电机三相短路状态变化情况,并对其进行短路故障模式识别,进行15 kV,50 Hz,200 MV·A同步发电机MATLAB短路模型仿真分析,建立基于反向传播算法的BP神经网络模型,并以短路故障定子电流变化的80%数据量作为BP网络的输入,通过网络训练后得到同步发电机短路故障模式识别器;以剩余电流变化的数据作为BP模式识别器的输入,进行多数据点故障识别,以提高模式识别准确率。

摘要： 随着高渗透率新能源并网,同步发电机被逐渐替代,传统惯量支撑元件已经很难保证系统的频率稳定。为提高电力系统的频率稳定性,需要充分利用换流器高占比电力系统中的可控元件,提供虚拟惯量。首先,提出一种考虑系统动态频率响应特性的最小惯量估计方法,通过计算风电-储能并网系统的等值惯性时间常数,构建满足系统频率稳定性的惯量安全区间;然后,基于惯量安全区间,针对发生不同功率缺额时,系统频率稳定性与虚拟惯量之间的关系进行了机理阐释与量化分析;通过判断当前运行点是否位于安全区间内,可为频率稳定提供控制手段。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法的有效性和可行性。

摘要： 随着大量新能源、并网换流器接入电网,低惯量的问题随之出现。针对这一问题,本文提出利用并网换流器提供虚拟惯量的控制方法,以及使用存储在并网换流器直流侧电容中的能量来模拟同步发电机转子的动能。首先,将电网频率-直流侧电压(ω-U_(dc))补偿环节嵌入并网换流器直流侧电压控制系统中,在系统遭受扰动发生频率变化时,通过检测电网频率波动及时调整并网换流器直流侧电压,从而实现类似同步发电机的频率调节能力。然后,在所提控制方法下,分析不同控制参数对虚拟惯量控制的影响,使加入的虚拟惯量控制并网换流器可以表现出与同步发电机相同的频率调节效果。最后,搭建基于PSCAD/EMTDC平台的仿真模型,验证了所提控制方法的正确性和有效性。

摘要： 在电力系统的工作过程中,功能良好的励磁控制系统可以高效地提升电压质量,保障电力系统工作的稳定性.本文介绍了同步发电机微机型励磁调节系统的背景状况、PID算法工作原理、软硬件配置、系统仿真等内容.重点针对PID算法展开研究,说明PID算法对于改进微机型励磁控制系统性能的作用.

摘要： 有限元仿真技术的发展,推动了“电机学”课程教学改革。采用Ansoft maxwell软件,设计完成了功率为100 MW的同步发电机仿真教学实例,包括磁场分析、绕组设计、感应电势、空载特性、短路特性、并网运行特性和阻抗参数计算等内容。相对于传统的实物实验,仿真实验设计的自由度更大,可以完成的项目内容更丰富。

摘要： 介绍几种常用的同步发电机定子槽内下层线圈接地故障点查找方法,分析对比这些方法的优缺点。以西北某电厂600MW汽轮发电机定子为研究对象,分别采用几种不同的方法进行定子槽内下层线圈接地点定位,最后总结出一种快速定位同步发电机定子槽内下层线圈接地故障点的远红外热成像方法。结果表明:快速定位方法具有设备简便、耗时短、定位精准、对铁心无损伤等优点,可在同步发电机定子上推广应用,可靠性高。

摘要： 励磁系统转子过电压保护对同步发电机的安全稳定运行起到十分重要的作用。鉴于此,文章首先介绍了发电机转子过电压产生的原因,分析了NES6100励磁系统转子过电压保护的原理及试验方法,其次结合转子过电压保护未正确动作的试验案例,分析了相关处理过程,可以为同类型的现场试验提供一定参考。

摘要： 励磁控制系统对同步发电机的稳定运行起着至关重要的作用,既能保证电网运行的稳定,又保证输出更高质量的电能;交流采集是励磁控制的输入,是整个环节中不可缺少的一部分;基于此,对面向STM32F103RCT6的励磁控制系统的交流采集系统进行了研究;采用分模块化的思想,使用C语言编程;首先介绍了励磁控制系统的总体结构,然后进行系统整体设计,再通过硬软件设计和调试分析完成整个课题;经试验测试得出,以STM32F103RCT6单片机为核心设计的同步发电机励磁控制系统交流采集系统总体结构易于理解,交流采样模块和有效值计算模块用软件也易于实现,运行过程中准确性高,较为安全可靠。

摘要： 依据三级同步发电机的数学模型,利用RT-LAB、MATLAB/Simulink和MATLAB/SimPowerSystems提供的模型库对三级无刷同步发电机永磁机、励磁机、主发电机和功率变换器等部分进行建模,其中各电机的参数均由有限元分析得到,以此提高仿真精度.仿真数学模型经仿真平台RT-LAB实时化,配套相应的外围调节电路与真实的发电机控制器连接,构成了三级同步发电机硬件在环仿真系统.最后用同一个发电机调压器分别对虚拟电机和实物电机进行控制,从电能质量的稳态特性以及动态特性等方面进行了对比试验,结果表明该硬件在环仿真系统能够很好地反映实际发电机的运行特性,为控制器开发与测试提供了有力的工具.

摘要： 运用轨迹灵敏度法分析扰动中同步发电机参数的灵敏度,得到参数的平均灵敏度,根据参数平均灵敏度的大小将参数分为主要辨识参数与次要辨识参数,对主要辨识参数进行辨识,取定次要辨识参数为设定值.这种方法的优点为,减少同步发电机的辨识参数,解决辨识算法通常存在的多值性和收敛性,减少辨识参数难度,减少参数辨识的时间,提高灵敏度较高的参数的辨识精度.

摘要： 该论文主要介绍了SINAMICS DCM6RA80直流调速装置在同步发电机中的应用,借助SINAMICS DCM6RA80出色的控制性能、高控制精度及强大的扩展功能,满足了同步发电机稳频稳压的控制要求,并且使用CBE20通信板实现与S7-300PLC和上位机之间的PROFINET通信.

摘要： 针对感应励磁发电机结构简单但励磁容量有限,永磁同步发电机磁场难以调节的问题,研究了一种将二者励磁功能相结合的混和励磁发电机.气隙中大部分磁场由转子上的永磁体提供,当需要调磁时,通过定子直流绕组与转子上感应绕组的感应作用,在感应绕组上获得调节磁动势,实现发电机磁场的调节.转子上两种励磁源为并联关系,调磁磁路磁阻小,无电刷-集电环系统,保证了发电机的结构简单、可靠性.在原理分析的基础上,使用二维有限元法对电机的磁场调节能力和负载特性进行分析,并进行了样机实验.有限元分析与实验结果都表明,与同结构参数的永磁同步发电机相比,混合励磁同步发电机具有灵活磁场调节能力;而相对于同一定子励磁磁动势的感应励磁发电机,该发电机输出容量大幅度提高,克服了感应励磁不适用于大容量发电的问题.

摘要： 虚拟同步发电机控制策略是解决高渗透率新能源并网问题的有效方案之一.然而,不同于传统同步发电机,变流器模拟的虚拟同步发电机因其快速灵活的调节能力,可能引发同步频率谐振现象.本文通过建立精确的虚拟同步发电机动态模型,分析得到同步频率谐振现象是由电磁磁链的动态过程引入.此谐振在控制参数设计不合理时,带来稳定性问题.因此,基于所建立精确模型,提出两种阻尼控制的策略来抑制同步频率谐振现象.最后,通过搭建8kW实验平台验证了虚拟同步发电机中的同步频率谐振现象及所提阻尼控制策略的有效性.

摘要： 电压控制型虚拟同步发电机技术(VSG)和电流控制型虚拟同步发电机技术是目前国内外比较主流的两种虚拟同步发电机技术.针对原有的VSG技术对有功功率和无功功率的跟踪特性较差的问题,本文提出了一种改进型VSG技术,通过嵌入PR控制器,改善原有VS的功率跟踪特性,以提高其功率跟踪特性,使其能更好的适用于并网.同时能实现在特殊情况下由改进的VSG平滑的切换到原有的VSG,以适应频率、电压快速变化的电网.所提出的控制策略通过Matlab/Simulink仿真平台验证了其正确性和可行性.

摘要： 针对同步发电机的特殊试验—三相突然短路试验,建立了相应的数学模型.结合各参数自身的特点,推导出一种更适合于参数计算的数学模型,在该模型的基础上利用LM(Levenberg-Marquardt)算法实现了瞬态参数的求解.在所得模型基础上给出了仿真实例和实际数据处理结果,证明了该数学模型和算法的可行性,以及与传统处理方法相比的优越性.

摘要： 同步发电机的参数的准确性直接影响电力系统仿真结果.本文首先利用电网扰动下的PMU数据,将同步发电机与外部电网解耦;然后利用卡尔曼滤波和期望最大化算法相结合的算法对同步发电机的参数进行辨识,最后利用仿真结果验证方法的有效性.

摘要： 高能ZnO非线性电阻灭磁与过电压保护,是由ZnO非线性电阻与双断口直流灭磁开关组合而成的新型灭磁与过电压保护方式,适用于大中型同步发电机转子灭磁与过电压保护,能够快速灭磁,过电压保护性能优良,结构简单,运行维护方便.在白山电厂2号机(300MW水轮发电机组)成功地进行了现场工业试验,现已在全国推广应用.

摘要： 在电力系统的运行中,同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用,它不仅控制发电机的端电压,而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数.在电力系统正常运行的情况下,维持发电机或系统的电压水平;合理分配发电机间的无功负荷;提高电力系统的静态稳定性和动态稳定性.因此为保证QDR20燃气轮机发电机组长期可靠运行,励磁控制系统尤为重要.

摘要： 本发明公开了一种基于同步发电机和虚拟同步发电机并联微网的惯性匹配方法及微网控制系统，包括：VSG虚拟惯量系数参照SG转动惯量和系统容量进行设计，保证不同微源间暂态响应时间的匹配；根据一次调频及下垂控制原理设计原动机调速器比例系数以及VSG下垂系数，按照系统容量分配负载功率；当微源及负载切入时，根据并联系统功角的变化，动态调整VSG给定有功功率，按照系统阻尼比要求设计有功给定系数，补偿SG调速器惯性响应延时引入的惯性差异并实现VSG的平滑切入。本发明能够消除微源、负载切入引起的功率振荡，满足微网功率分配要求,实现SG和VSG并联微网的同步稳定运行。

摘要： 本申请提供一种同步发电机的双向励磁回路及同步发电机组，所述双向励磁回路包括：第一励磁回路，包括第一整流桥、与所述第一整流桥的交流侧相连的第一变压器；第二励磁回路，包括在直流侧与所述第一整流桥反向并联的第二整流桥，与所述第二整流桥交流侧相连的第二变压器；第三整流桥，一侧与所述第二变压器的低压绕组相连，另一侧通过一组第三断路器与所述第一励磁回路相连。当同步电机启动并网时，作为SFC功率回路，提供变频启动。当启动并网时当，第一励磁回路和第二励磁回路作为SFC功率回路，用于变频启动；启动后并网运行时，第一励磁回路、第二励磁回路为同步发电机提供正向、反向励磁电路，从而实现同步发电机的在线双向励磁。

摘要： 本发明提供了一种无刷同步发电机模型、无刷同步发电机的建模方法及装置，包括：搭建耦合电阻模型与整流器模型，并对所述耦合电阻模型与所述整流器模型进行处理得到整流器及耦合电阻模型；在dqo坐标系下建立发电机模型；在dqo坐标系下建立励磁机模型；利用所述整流器及耦合电阻模型将所述发电机模型与所述励磁机模型进行互联得到无刷同步发电机模型。本发明提供的无刷同步发电机模型、无刷同步发电机的建模方法及装置，能够有效的解决模型计算发散的问题，并具有高稳定性、高实时性及高准确性的特点。

摘要： 本发明涉及一种同步发电机以及用于风能设备(100)的同步发电机的转子的极组(10)。极组(10)具有多个极组板(22)，其中每个极组板(22)包括极杆区域(20)和极端头区域(18)。极端头区域(18)侧向地伸出超过极杆区域(20)，并且所述极端头区域(18)具有朝向极杆区域(20)的侧(32)和背离极杆区域(20)的侧(30)。极端头区域(18)的轮廓至少在背离极杆区域(20)的侧(30)上是椭圆形的。

摘要： 本发明涉及一种无传动装置的风能设备(100)的同步发电机(1)、尤其多极同步环形发电机，所述同步发电机用于产生电流，所述同步发电机具有转子(4)和定子(3)，其中定子(3)具有多个槽(17)，在所述槽中设置有定子绕组，其中定子绕组(23)由于产生电流而释放热能，并且其中在一个、多个或所有槽(17)中设置有用于吸收和导出释放的热能的冷却体(25a‑e)。

摘要： 提出一种同步发电机—转子—极板叠，具有多个彼此错开的极板叠部段（101至106），所述极板叠部段分别具有多个相同的极板叠板。每个极板叠板具有拥有第一中心线（118）极轴（110）和拥有第二中心线（128）的极端头（120）。在相邻的极板叠部段（101至106）中，第一和第二中心线能够是彼此不同的。

摘要： 本申请提供一种同步发电机的双向励磁回路及同步发电机组，所述双向励磁回路包括：第一励磁回路，包括第一整流桥、与所述第一整流桥的交流侧相连的第一变压器；第二励磁回路，包括在直流侧与所述第一整流桥反向并联的第二整流桥，与所述第二整流桥交流侧相连的第二变压器；第三整流桥，一侧与所述第二变压器的低压绕组相连，另一侧通过一组第三断路器与所述第一励磁回路相连。当同步电机启动并网时，作为SFC功率回路，提供变频启动。当启动并网时当，第一励磁回路和第二励磁回路作为SFC功率回路，用于变频启动；启动后并网运行时，第一励磁回路、第二励磁回路为同步发电机提供正向、反向励磁电路，从而实现同步发电机的在线双向励磁。

摘要： 本发明提供了一种无刷同步发电机模型、无刷同步发电机的建模方法及装置，包括：搭建耦合电阻模型与整流器模型，并对所述耦合电阻模型与所述整流器模型进行处理得到整流器及耦合电阻模型；在dqo坐标系下建立发电机模型；在dqo坐标系下建立励磁机模型；利用所述整流器及耦合电阻模型将所述发电机模型与所述励磁机模型进行互联得到无刷同步发电机模型。本发明提供的无刷同步发电机模型、无刷同步发电机的建模方法及装置，能够有效的解决模型计算发散的问题，并具有高稳定性、高实时性及高准确性的特点。

摘要： 本发明公开了一种新型单相同步发电机、及三相同步发电机，单相同步发电机包括：定子铁心及其集中式绕组、转子及其磁极，以及定子铁心、转子之间的气隙，在定子铁心主磁路的任意位置上套装有集中式绕组，在定子铁心的主磁路上设置有转子和对应的气隙，每个转子上均设置有至少一对磁极；在原动机驱动下，转子磁极旋转，通过电磁感应，在集中式绕组上产生高电压等级的交流电能，通过高压输电线路，实现电能的远距离传输。三相同步发电机由3个单相同步发电机组成，3个单相同步发电机的转子均在同一转轴上，三个转子的磁场互差120°的电角度。本发明通过改变发电机的结构节省了投资和运维费用，节省资源，同时降低了故障率和损耗，实现了超高压大功率。

摘要： 本实用新型公开了一种新型四极高压单相同步发电机及三相同步发电机，所述一种新型四极高压单相同步发电机包括四极式定子铁心、集中式绕组单元和四极式转子；其中四极式定子铁心的截面为正四边形框式结构，其内腔的各边缘处分别设置一朝向四极式转子的定子头；四极式转子的截面为十字形结构，中间固定有转轴，其极靴端部分别与四极式定子铁心的定子头形状相配合；相邻定子头之间的四极式定子铁心框架上至少绕制一组集中式绕组单元，各集中式绕组单元中的集中式绕组匝数相等，且各集中式绕组单元间按照极性进行串联或并联，形成发电机的高压输出端。本实用新型可有效解决发电机的高压绝缘问题，直接输出高等级电压，节约资源、成本和故障率低。