交流励磁

摘要： 可变速抽水蓄能发电电动机采用双馈电机,兼具异步电机与同步电机双重电磁特性。本文首先提出了适用于可变速抽水蓄能发电电动机的数学模型,继而对其建立了电磁功率及电磁转矩表达式,并以此分析了可变速抽水蓄能发电电动机兼具异步特性与同步特性的运行机理。在此基础上,进一步探讨了可变速抽水蓄能发电电动机静态稳定问题,提出了静态稳定运行的必要条件。最后,提出了可变速抽水蓄能发电电动机有功功率及无功功率分析模型,揭示了有功功率及无功功率随励磁电压的变化规律。

摘要： 为了在低转速特别是零转速时给无刷同步电动机提供有效励磁电流,采用交流励磁系统替代直流励磁系统。相较于单相交流和两相交流励磁方案,三相交流励磁方案能提供的励磁机转子感应电势幅值最高,可以给同步电动机提供足够的励磁电流。无刷同步电动机调速需要控制同步电动机励磁电流,但不能直接测量同步电动机励磁电流。为了解决上述问题,设计一种基于三相交流调压器的无刷同步电动机励磁电流控制方法。推导了无刷同步电动机励磁电流的折算方法,分析了三相交流调压器带交流励磁机励磁绕组的工作状态、移相范围,提出基于线性移相的励磁电流闭环控制方法。利用MATLAB建立仿真模型,验证了基于三相交流调压器的无刷同步电动机励磁电流控制方法的正确性和可行性。最后,研制试验样机并进行相关实验,实验结果验证了上述励磁电流控制方法的实际效果。

摘要： 变速抽水蓄能机组因可实现机电系统的柔性连接,满足电网有功调峰、无功补偿要求,并具有快速响应、运行稳定性高的优点,受到行业普遍关注.本文介绍了海水抽水蓄能10MW变速发电电动的总体结构、通风结构、绝缘结构,并重点介绍了转子结构,为今后大容量变速发电电动机的设计积累了经验.

摘要： 基于交流励磁方式的可变速抽水蓄能(VSPS)机组,因其运行方式灵活、调节速度快等特点日益受到电网的青睐.文章详细推导了采用定子磁链定向矢量控制的变速抽水蓄能交流励磁机组发电工况和抽水工况的数学模型,设计了功率闭环控制器,在实时数字仿真系统(RTDS)试验平台和对拖式异步-双馈电机物模实验平台上进行了仿真验证和实验验证.结果表明,本文设计的控制策略控制效果优良,适用于大型变速抽水蓄能交流励磁机组系统.

摘要： 传统的可逆式水泵水轮机和同步发电电动机组成的二机式抽水蓄能机组,存在一些固有的缺点,例如无法兼顾水轮机工况和水泵工况的最优效率、水泵工况下不能灵活调节吸收的有功功率,这些缺点都与机组转速不可调节有关。采用双馈电机的抽水蓄能机组技术,机组转速可在一定范围内调节,便可以解决上述问题。双馈电机的转子采用了交流励磁,转子提供到气隙的合成旋转磁场仍保持与定子旋转磁场保持同步。交流励磁电源采用电压源型变流器,变流元件为全控型电力电子元件绝缘柵级晶体管(IGBT)或注入增强柵级晶体管(IEGT),采用脉宽调制技术获得幅值和频率可调节的交流输出电压。电压源型变流器不仅是机组的励磁电源,还可以用作机组在水泵工况启动时的电源。

摘要： 可变速抽水蓄能发电电动机转子绕组采用条式线棒,均匀分布在转子槽中.机组运行时,转子绕组在自身重力、电磁力、热应力、离心力等作用力下,将产生振动、变形、窜动等现象,从而造成转子绕组绝缘破坏,绝缘寿命降低,影响机组长期安全运行.本文针对转子绕组槽部固定结构提出一种新型槽楔结构,并以10MW与300MW可变速抽水蓄能发电电动机为例,对该结构进行应力分析,进而确定材料选型.研究结果表明,该结构具有足够的刚强度,能够承受转子绕组传递的作用力.

摘要： 传统的可逆式水泵水轮机和同步发电电动机组成的二机式抽水蓄能机组,存在一些固有的缺点,例如无法兼顾水轮机工况和水泵工况的最优效率、水泵工况下不能灵活调节吸收的有功功率,这些缺点都与机组转速不可调节有关.采用双馈电机的抽水蓄能机组技术,机组转速可在一定范围内调节,便可以解决上述问题.双馈电机的转子采用了交流励磁,转子提供到气隙的合成旋转磁场仍保持与定子旋转磁场保持同步.交流励磁电源采用电压源型变流器,变流元件为全控型电力电子元件绝缘柵级晶体管(IGBT)或注入增强柵级晶体管(IEGT),采用脉宽调制技术获得幅值和频率可调节的交流输出电压.电压源型变流器不仅是机组的励磁电源,还可以用作机组在水泵工况启动时的电源.

摘要： 针对变速抽水蓄能机组转子绕组内部短路故障存在"弱保护"问题,提出一种基于定子侧分支环流的交流励磁电机转子绕组内部短路故障保护方法.根据多回路理论分析理论,从数字滤波器设计、保护判据、防误措施等方面研究了变速抽水蓄能机组转子绕组短路故障保护的关键技术,研制了保护样机,并搭建动模试验平台进行了验证.试验结果表明,该方法能可靠反映转子绕组匝间和相间短路故障,基于该原理的保护装置即将在国内某变速抽水蓄能机组上投入应用.

摘要： 为了减少因发展经济而造成的能源短缺与环境污染 , 开发利用绿色能源的水能具有十分重要的意义 ,国际对于该项技术不断推陈出新 , 如何提高水利发电机组容量以及如何提高运行效率提高 , 已经成为水力发电技术研究的重点内容。本文从高水头冲击水轮发电机交流励磁控制系统为主要研究对象 , 介绍高水头冲击水轮发电机组交流励磁控制系统的研究意义 , 就交流励磁双馈型异步发电系统与高水头冲击水轮发电机进行简述 , 同时分析高水头冲击水轮发电机组并网后的运行控制。

摘要： 绿色可再生能源的开发利用是未来解决能源困境的必然趋势,但是可再生能源发电大多具有随机性、间歇性和波动性强的特点,若大规模接入中国以火电为主的电网,将对电网造成巨大的负面影响,为了保障电网的安全,提高供电质量,对于可再生能源发电必须配备一定数量的可变速抽水蓄能机组.本文在分析了未来电网中可再生能源发电增多的基础上,详细介绍了交流励磁可变速抽水蓄能机组原理和结构,并推导论述了其控制原理和方式,进一步说明了交流励磁可变速抽水蓄能技术有一定的应用前景,是能源战略发展的需要,是大电网发展的需要.

摘要： 为了提高交流励磁水轮发电机组的水能利用效率,需对其转速进行优化.论文给出了不同水头和出力下交流励磁水轮发电机组基于遗传算法的最优转速的求取方法,并结合实例与其他方法计算的结果进行了比较分析,结果证明基于遗传算法的交流励磁水轮发电机组的转速优化方法的有效性.

摘要： 可变速机组的定子和常规定速机组一样，两种机组的主要差别在于转子的结构及励磁系统的构成。可变速机组的转子由硅钢片叠片形成隐极式圆筒形，转子设有线槽，于槽中布置三相交流励磁绕组。励磁系统由交流变频装置代替了常规定速机组的普通可控硅直流整流装置。交流变频器将励磁频率变换成正负几赫兹而形成一个可变频率和方向的交流磁场。由于定子外界磁场频率保持为50Hz不变，当转子磁场相对于转子的转速为N2(N2=60f2/p)，此时电动机的实际转速Nm=N1-N2，改变转子频率f2可达到变速的目的，交流励磁可变速抽水蓄能机组可以提供频率自动控制容量，适应更宽水头范围提高运行效率，实现有功功率的高速调节，提高机组运行稳定性，在水泵工况下可实现自启动。

摘要： 在变速恒频双馈风电机组中,交流励磁双馈风力发电机的本体设计十分关键。本文将一种新型的磁场重构法应用于交流励磁双馈风力发电机的电磁设计中。它根据少量有限元分析结果重构双馈电机在任意风速下气隙径向与切向的磁通密度。本文通过对一台兆瓦级电机应用磁场重构法,验证了其的正确性和可靠性。这样即保持了有限元计算方法的精确性,同时提高了磁场计算的速度。

摘要： 为了研究交流励磁水轮发电机组变速运行效益,该文给出了不同水头和出力下交流励磁水轮发电机组最优转速的求取方法,并结合实例对多种工况下交流励磁水轮发电机组和常规水轮发电机组运行时在效率、消耗水量和发电量等方面进行了比较分析。计算结果表明交流励磁水轮发电机组具有显著的节水和多发电效益。

摘要： 可变速抽水蓄能发电电动机采用双馈电机,可实现连续调速.转子绕组采用双层叠绕组或波绕组,三相均匀分布.机组运行时,转子绕组中经变频器通过三相交流电.本文基于可变速抽水蓄能发电电动机基本数学模型,首先分析了可变速抽水蓄能发电电动机交流励磁调节特性,进一步分别对其有功功率调节特性及无功功率调节特性进行了讨论分析.分析表明,可变速抽水蓄能发电电动机具有转速连续可调、励磁控制灵活、有功功率与无功功率调节响应快等特性,能够有效改善水泵水轮机运行工况,提高电力系统运行稳定性,其必将成为抽水蓄能机组的高端产品.

摘要： 在抽水蓄能发展初期，水泵水轮机要适应两种工况同一转速是相当困难的，因此将发电-电动机设计成两种不同的转速，使水泵水轮机均能运行在较佳的区域。这是通过发电-电动机定子双绕组或单绕组变极、转子变极的方式实现转速的改变。随着水泵水轮机水力技术的提高，单转速抽水蓄能机组已成为发展的趋势，目前绝大多数的抽水蓄能电站都采用单转速机组。本文要介绍的是连续无极变速抽水蓄能机组，它是通过发电-电动机转子交流励磁的方式来实现的，也被称为歇尔皮斯(scherbius)方式。连续变速抽水蓄能机组具有快速调节有功功率，大幅提高供电频率的稳定性，提高水泵水轮机的运行稳定性，提高机组两种工况的效率，以及避免磁极线圈发生膨出事故五大突出的优点。尽管这种发电-电动机的造价成本较高，但因其对电网和机组均有益，所以，应该配置一定数量的该机组。在日本，经分析认为:连续变速抽水蓄能机组容量配置为电力系统总容量的1％-1.5%是较适宜的。

摘要： 矩阵变换器输入功率因数可控、低频性能好、能量双向流动，以矩阵变换器为无刷双馈风力发电机的励磁控制器，可构建交流励磁变速恒频发电系统。矩阵变换器采用双空间间接矢量控制策略，通过控制其输出电流的幅值、频率、相位，改变无刷双馈发电机控制绕组电流的幅值、频率、相位，实现无刷双馈风力发电系统的变速恒频运行及功率因数控制。采用C语言编写数字信号处理器控制系统软件，实现双空间间接矢量调制策略，复杂可编程逻辑器件实现四步换流和产生双向开关矩阵控制信号。通过实验室搭建的一套实际风力发电机组试验平台进行了相关试验，实验结果验证了控制方案的有效性。

摘要： 设计一套30kW变速恒频双馈异步风力发电机励磁控制实验系统,采用背靠背变流器作为双馈异步电机的励磁源.分析了基于旋转坐标系统下的双馈异步电机的数学模型,采用定子磁链定向方式的控制策略,研究了在电网发生电压跌落时的危害和应对措施.实验结果表明,风力发电机控制性能良好,而在电网低电压故障时变流器的有效控制为保护双馈异步电机和支撑电网起到了一定作用。

摘要： 设计一套30kW变速恒频双馈异步风力发电机励磁控制实验系统,采用背靠背变流器作为双馈异步电机的励磁源.分析了基于旋转坐标系统下的双馈异步电机的数学模型,采用定子磁链定向方式的控制策略,研究了在电网发生电压跌落时的危害和应对措施.实验结果表明,风力发电机控制性能良好,而在电网低电压故障时变流器的有效控制为保护双馈异步电机和支撑电网起到了一定作用。

摘要： 本发明公开了一种基于混合极转子的定子分区式交流励磁型混合励磁无刷电机，包括外定子、混合极转子、内定子、电枢绕组和交流励磁绕组；外定子、混合极转子和内定子从外至内依次同轴设置，混合极转子和外定子之间具有主气隙，混合极转子与内定子之间具有副气隙；电枢绕组绕设在外定子的定子槽中，电枢绕组的极对数等于p；交流励磁绕组绕设在内定子的定子槽中，交流励磁绕组的极对数等于i，且p=3i或p=5i；其中，i为正整数；混合极转子能在主气隙内产生p阶谐波和i阶谐波。本发明能有效地提高空间利用率和功率密度；每极励磁磁动势能同时作用于多个铁心极；交流励磁绕组的利用率和调磁效率均得到有效提高。

摘要： 本发明公开一种交流励磁同步电机励磁绕组接地短路故障保护系统，包括三相对称的注入回路，每相回路均包括相互串接的电阻、电容、电流传感器及切换开关，其中，三相对称的注入回路的一端与交流励磁绕组对应相分别相连，另一端互相短接组成中性点；接地变原边一端与中性点相连，另一端直接接地，接地变副边并接注入电源以及负载电阻。此种保护系统可实现对转子绕组绝缘的实时监测，降低在转子绕组不同接地点电阻计算误差。本发明还公开一种交流励磁同步电机励磁绕组接地短路故障保护方法。

摘要： 本发明提供一种航空三相交流励磁系统直流励磁闭环控制方法，利用励磁机定子两相开路绕组的相电压计算出主电机励磁电流作为反馈，将计算出的主电机励磁电流与主电机励磁电流期望值作差，通过调节励磁机定子直流励磁电压实现主电机励磁电流的闭环控制。本发明方法中采用的主电机励磁控制方法，仅仅对采集励磁机定子两相开路绕组电压进行直流滤波后即可进行积分运算，可以避免从直流绕组进行积分时直流偏置无法滤除的问题。本发明方法中采用的主电机励磁控制方法，通过对主电机励磁电流的闭环控制，消除了主电机直轴电流变化对主电机励磁电流的影响。

摘要： 本发明公开一种交流励磁同步电机励磁绕组相间故障判别方法及装置，保护装置测量交流励磁同步电机励磁绕组电流和定子侧电压及电流；分别计算励磁绕组侧最大相电流、定子侧电压和电流在(f

摘要： 本发明公开一种交流励磁同步电机励磁绕组相间短路故障的保护方法和系统，方法首先采集电机三相励磁绕组电流，然后根据采集到的电流计算电流瞬时值绝对值和电流有效值，在进行过流保护的决策时，设定过流瞬时值判据即主要判据，过流有效值判据即辅助判据，利用延时计数器对满足电流瞬时值越限判据，或不满足电流瞬时值越限判据，但满足电流有效值越限判据的时间进行累加计数；对同时不满足电流瞬时值越限判据以及电流有效值越限判据的时间进行累减计数；进而根据延时计数器的值确定过流保护启动、动作和启动返回的时间。本方法结合了瞬时值判据的快速性和有效值判据的可靠性，能够快速反映交流励磁同步电机的励磁绕组的相间短路故障。

摘要： 本发明公开了一种并网型直流励磁同步发电机组的交流励磁改造方法及系统。所述系统包括直流励磁同步发电机、转子交流绕组、转子铁芯、交直交双向变流器、电刷、滑环、测量控制系统和原动机及其传动机构。本发明保留原同步发电系统的绝大部分设备及部件，只将原同步发电机组的转子主磁极替换为与定子绕组极数相同的转子交流绕组及转子铁芯，对原系统的改动较小，改造成本较低。本发明技术手段简便易行，转子运行于不同转速时通过控制交流励磁电流参数，使转子上的旋转磁场转速与定子旋转磁场转速一致，进而提高原动机及整个发电系统的运行效率，改善原同步发电机组的运行工况，提高发电机组运行的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种基于交流励磁的裂齿型交替极混合励磁无刷电机，包括定子铁心、交替极转子、电枢绕组和交流励磁绕组；定子铁心和交替极转子之间具有气隙；交替极转子的极对数为p，且其产生的气隙磁场具有p次高阶谐波和i次低阶谐波，p＞i；朝向气隙侧的定子铁心沿周向均匀布设有Nmt个主齿；朝向气隙侧的每个主齿均分裂有k个小齿；其中，Nmt和k均为大于1的正整数，则小齿总数Nst=k*Nmt；电枢绕组绕制在小齿两侧的定子槽中，且电枢绕组的极对数等于交替极转子的极对数p；交流励磁绕组绕制在主齿两侧的定子槽中，交流励磁绕组的极对数为i，且p=ni；其中，p、n和i均为正整数，且n≠1。本发明在不降低电枢绕组的绕组系数的同时，有效提高了交流励磁绕组的绕组系数。

摘要： 本发明公开了一种基于混合极转子的定子分区式交流励磁型混合励磁无刷电机，包括外定子、混合极转子、内定子、电枢绕组和交流励磁绕组；外定子、混合极转子和内定子从外至内依次同轴设置，混合极转子和外定子之间具有主气隙，混合极转子与内定子之间具有副气隙；电枢绕组绕设在外定子的定子槽中，电枢绕组的极对数等于p；交流励磁绕组绕设在内定子的定子槽中，交流励磁绕组的极对数等于i，且p=3i或p=5i；其中，i为正整数；混合极转子能在主气隙内产生p阶谐波和i阶谐波。本发明能有效地提高空间利用率和功率密度；每极励磁磁动势能同时作用于多个铁心极；交流励磁绕组的利用率和调磁效率均得到有效提高。

摘要： 本发明提供一种航空三相交流励磁系统直流励磁闭环控制方法，利用励磁机定子两相开路绕组的相电压计算出主电机励磁电流作为反馈，将计算出的主电机励磁电流与主电机励磁电流期望值作差，通过调节励磁机定子直流励磁电压实现主电机励磁电流的闭环控制。本发明方法中采用的主电机励磁控制方法，仅仅对采集励磁机定子两相开路绕组电压进行直流滤波后即可进行积分运算，可以避免从直流绕组进行积分时直流偏置无法滤除的问题。本发明方法中采用的主电机励磁控制方法，通过对主电机励磁电流的闭环控制，消除了主电机直轴电流变化对主电机励磁电流的影响。

摘要： 本发明公开一种交流励磁同步电机励磁绕组接地短路故障保护系统，包括三相对称的注入回路，每相回路均包括相互串接的电阻、电容、电流传感器及切换开关，其中，三相对称的注入回路的一端与交流励磁绕组对应相分别相连，另一端互相短接组成中性点；接地变原边一端与中性点相连，另一端直接接地，接地变副边并接注入电源以及负载电阻。此种保护系统可实现对转子绕组绝缘的实时监测，降低在转子绕组不同接地点电阻计算误差。本发明还公开一种交流励磁同步电机励磁绕组接地短路故障保护方法。