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双定子笼障转子无刷双馈发电机冷却空气流变特性数值分析
被引量:
10
1
作者
蒋晓东
张凤阁
+1 位作者
周党生
孔令江
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第3期466-473,共8页
双定子笼障转子无刷双馈发电机(DSCBR-BDFG)采用了背靠背笼障转子以及双定子结构,因此其具有磁场耦合能力强、功率密度高、容错性能好等优势。针对该发电机结构复杂、散热困难、额定运行时局部温升较高的问题,研究通风结构内部冷却空气...
双定子笼障转子无刷双馈发电机(DSCBR-BDFG)采用了背靠背笼障转子以及双定子结构,因此其具有磁场耦合能力强、功率密度高、容错性能好等优势。针对该发电机结构复杂、散热困难、额定运行时局部温升较高的问题,研究通风结构内部冷却空气的流变特性对发电机冷却系统优化设计具有重要意义。以一台50kWDSCBR-BDFG样机为研究对象,阐述了该发电机的机械结构、绕组联结方式以及励磁控制系统,分别建立内外流体区域的三维物理模型和数学模型,给出边界条件和基本假设,根据流体力学理论,采用有限体积法对其湍流控制方程进行数值求解,得到了发电机内部空间不同位置的空气流速、流量以及迹线等空间分布特点,并对其进行详细分析。通过研究揭示了DSCBR-BDFG内部冷却介质流变特性的分布规律,为后续对该发电机通风冷却结构的优化设计提供依据。
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关键词
双定子笼障转子无刷双馈发电机
机械结构
通风结构
流体流变特性
有限体积法
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职称材料
不平衡电压下双笼转子无刷双馈发电机的多目标控制
被引量:
4
2
作者
曹政
程明
闫晓鸣
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期293-303,I0024,共12页
该文以双笼转子无刷双馈感应发电机为主要研究对象。为了解决不平衡电网电压带来的功率绕组(power winding,PW)定子绕组功率脉动和电流不平衡的问题,设计了简化矢量控制策略,对PW侧谐波功率和负序电流进行抑制。此外,通过建立控制绕组(c...
该文以双笼转子无刷双馈感应发电机为主要研究对象。为了解决不平衡电网电压带来的功率绕组(power winding,PW)定子绕组功率脉动和电流不平衡的问题,设计了简化矢量控制策略,对PW侧谐波功率和负序电流进行抑制。此外,通过建立控制绕组(control winding,CW)电流统一表达式,对各个控制目标之间的关系进行了数学推导和理论分析。在此基础上,建立了PW电流不平衡度约束条件下,针对PW有功功率脉动幅值和无功功率脉动幅值的多目标控制数学模型。并采用粒子群算法进行求解,对CW统一电流表达式中的系数进行优化,计算CW参考电流值从而实现多目标控制。最后在双笼转子无刷双馈感应发电机实验平台上,对所提出的控制策略的有效性和理论推导的正确性进行了验证。
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关键词
双
笼
转子无
刷
双
馈
感应
发电机
不平衡电网电压
简化矢量控制策略
多目标模型
粒子群算法
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职称材料
新型双定子无刷双馈风力发电机直接功率控制
被引量:
1
3
作者
朱连成
肖阳
+2 位作者
苏晓英
金石
陈晓红
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期9-17,共9页
新型双定子无刷双馈发电机包括内外功率绕组和内外控制绕组,二者分别通过中间带隔磁环的背靠背笼障转子进行磁场耦合。针对该新型双定子无刷双馈风力发电机提出一种直接功率控制方法,内外功率绕组及内外控制绕组分别串联以保持各自同相...
新型双定子无刷双馈发电机包括内外功率绕组和内外控制绕组,二者分别通过中间带隔磁环的背靠背笼障转子进行磁场耦合。针对该新型双定子无刷双馈风力发电机提出一种直接功率控制方法,内外功率绕组及内外控制绕组分别串联以保持各自同相绕组的电磁一致性,将功率绕组有功和无功功率滞环比较器输出值及控制绕组磁链扇区号综合,采用查找表得到控制绕组机侧变流器所需输出的电压空间矢量。通过定量对比研究12/8极50 kW样机控制系统阶跃信号作用下的特性仿真与实验结果,验证了所提双定子无刷双馈风力发电机直接功率控制在亚同步~超同步速度变化范围内变速恒频发电、最大功率跟踪、无功功率与单位功率因数控制等方面的正确性、可行性和有效性。
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关键词
无刷
双
馈
发电机
双
定子
背靠背
笼
障
转子
直接功率控制
最大功率跟踪
单位功率因数控制
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职称材料
笼型转子无刷双馈发电机的间接功率控制
被引量:
8
4
作者
赵荣理
张爱玲
+2 位作者
田慕琴
闫珺
马赟
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第9期1-8,共8页
针对无刷双馈发电机(BDFIG)在变速恒频风力发电系统中有功功率和无功功率的控制问题,提出一种笼型转子无刷双馈发电机并网后的间接功率控制方法。利用BDFIG统一坐标系模型推导出有功功率与控制绕组磁链幅值和相位增量之间的解析关系,在...
针对无刷双馈发电机(BDFIG)在变速恒频风力发电系统中有功功率和无功功率的控制问题,提出一种笼型转子无刷双馈发电机并网后的间接功率控制方法。利用BDFIG统一坐标系模型推导出有功功率与控制绕组磁链幅值和相位增量之间的解析关系,在此基础上设计有功功率和无功功率的控制器,建立间接功率控制系统的结构框图。样机并网后的实验结果表明该方法能够实现有功功率与无功功率的控制。该方法无需进行旋转坐标变换,用到的电机参数较少,构成的控制系统结构简单。
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关键词
无刷
双
馈
电机
笼
型
转子无
刷
双
馈
发电机
间接功率控制
有功功率
无功功率
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职称材料
笼障转子无刷双馈电机水冷系统设计
被引量:
5
5
作者
张凤阁
蒋晓东
李应光
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第6期70-76,共7页
为了降低笼障转子无刷双馈电机的温升,进一步提高其功率密度,提出采用水冷方式替代风扇冷却对该种新型电机进行冷却系统设计。建立水冷系统解析计算模型,分别设计了轴向和螺旋两种水路结构,计算两种水路结构机壳表面温度,并对两种水路...
为了降低笼障转子无刷双馈电机的温升,进一步提高其功率密度,提出采用水冷方式替代风扇冷却对该种新型电机进行冷却系统设计。建立水冷系统解析计算模型,分别设计了轴向和螺旋两种水路结构,计算两种水路结构机壳表面温度,并对两种水路结构进行对比分析。选取无刷双馈电机周向1/6区域作为研究对象,建立三维稳态温度场物理模型,通过采用有限元方法计算了电机各部分的温升分布,并对结果进行详细分析。最后将有限元计算结果与解析结果进行对比,验证了螺旋水路冷却方案设计的有效性,为后续水冷样机的研制和进一步实验研究提供理论依据。
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关键词
笼
障
转子
无刷
双
馈
电机
解析模型
冷却系统
螺旋水路
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职称材料
永磁/笼障混合转子双定子风力发电机电磁设计与性能分析
被引量:
3
6
作者
刘豪
牛姿懿
宋亚凯
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期432-441,共10页
针对主流永磁同步发电机存在成本高和有刷双馈感应发电机存在可靠性低的问题,结合风电发展的要求,提出一种具有功率密度高和可靠性高的新型永磁/笼障混合转子双定子风力发电机应用于海上风力发电。功率密度与电机的功率分配、极槽配合...
针对主流永磁同步发电机存在成本高和有刷双馈感应发电机存在可靠性低的问题,结合风电发展的要求,提出一种具有功率密度高和可靠性高的新型永磁/笼障混合转子双定子风力发电机应用于海上风力发电。功率密度与电机的功率分配、极槽配合和转子耦合能力有关。基于该发电机的工作原理和设计要求,设计一台300 kW永磁/笼障混合转子双定子风力发电机,并考虑功率分配、主要尺寸确定方法、极槽配合和转子耦合能力。在此基础上,采用数值法分析不同运行状态下该发电机性能,并与实验测试结果作比较;同时将所提出的发电机与常规电机在转矩密度和成本方面作比较,验证该发电机设计和分析方法的合理性和有效性及转矩密度高的特点。
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关键词
风力
发电
同步
发电机
优化结构
双
定子
永磁/
笼
障
混合
转子
电磁设计
转矩密度
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职称材料
不同转子结构无刷双馈电动机的仿真研究
被引量:
2
7
作者
薛冰
胡堃
樊贝
《工矿自动化》
北大核心
2012年第1期55-58,共4页
阐述了无刷双馈电动机的工作原理和不同转子结构特点,采用Ansoft软件对磁障、笼型、凸极、凸极加导条4种不同转子结构的无刷双馈电动机进行了建模仿真,通过二维瞬态电磁场有限元计算出了不同转子结构无刷双馈电动机的磁力线分布及气隙...
阐述了无刷双馈电动机的工作原理和不同转子结构特点,采用Ansoft软件对磁障、笼型、凸极、凸极加导条4种不同转子结构的无刷双馈电动机进行了建模仿真,通过二维瞬态电磁场有限元计算出了不同转子结构无刷双馈电动机的磁力线分布及气隙磁场谐波的频谱图,揭示了不同转子结构对无刷双馈电动机磁场调制效果的影响,得出磁障转子无刷双馈电动机对磁场的调制效果最好、笼型转子无刷双馈电动机对磁场的调制效果最差的结论,为深入研究无刷双馈电动机转子结构的优化设计奠定了基础。
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关键词
无刷
双
馈
电动机
转子
结构
磁
障
转子
笼
型
转子
凸极
转子
凸极加导条
转子
磁场调制
ANSOFT
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职称材料
题名
双定子笼障转子无刷双馈发电机冷却空气流变特性数值分析
被引量:
10
1
作者
蒋晓东
张凤阁
周党生
孔令江
机构
沈阳工业大学电气工程学院
深圳市禾望电气股份有限公司
西安盾安电气有限公司
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第3期466-473,共8页
基金
国家自然科学基金重点资助项目(51537007)
文摘
双定子笼障转子无刷双馈发电机(DSCBR-BDFG)采用了背靠背笼障转子以及双定子结构,因此其具有磁场耦合能力强、功率密度高、容错性能好等优势。针对该发电机结构复杂、散热困难、额定运行时局部温升较高的问题,研究通风结构内部冷却空气的流变特性对发电机冷却系统优化设计具有重要意义。以一台50kWDSCBR-BDFG样机为研究对象,阐述了该发电机的机械结构、绕组联结方式以及励磁控制系统,分别建立内外流体区域的三维物理模型和数学模型,给出边界条件和基本假设,根据流体力学理论,采用有限体积法对其湍流控制方程进行数值求解,得到了发电机内部空间不同位置的空气流速、流量以及迹线等空间分布特点,并对其进行详细分析。通过研究揭示了DSCBR-BDFG内部冷却介质流变特性的分布规律,为后续对该发电机通风冷却结构的优化设计提供依据。
关键词
双定子笼障转子无刷双馈发电机
机械结构
通风结构
流体流变特性
有限体积法
Keywords
Double stator cage-barrier rotor brushless doubly-fed generator
mechanical structure
ventilation structure
fluid flow characteristic
finite volume method
分类号
TM352 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
不平衡电压下双笼转子无刷双馈发电机的多目标控制
被引量:
4
2
作者
曹政
程明
闫晓鸣
机构
东南大学电气工程学院
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期293-303,I0024,共12页
基金
国家自然科学基金项目(61973073)。
文摘
该文以双笼转子无刷双馈感应发电机为主要研究对象。为了解决不平衡电网电压带来的功率绕组(power winding,PW)定子绕组功率脉动和电流不平衡的问题,设计了简化矢量控制策略,对PW侧谐波功率和负序电流进行抑制。此外,通过建立控制绕组(control winding,CW)电流统一表达式,对各个控制目标之间的关系进行了数学推导和理论分析。在此基础上,建立了PW电流不平衡度约束条件下,针对PW有功功率脉动幅值和无功功率脉动幅值的多目标控制数学模型。并采用粒子群算法进行求解,对CW统一电流表达式中的系数进行优化,计算CW参考电流值从而实现多目标控制。最后在双笼转子无刷双馈感应发电机实验平台上,对所提出的控制策略的有效性和理论推导的正确性进行了验证。
关键词
双
笼
转子无
刷
双
馈
感应
发电机
不平衡电网电压
简化矢量控制策略
多目标模型
粒子群算法
Keywords
dual-cage-rotor brushless doubly fed induction generator
unbalanced grid voltage
simplified vector control
multi-objective model
particle swarm optimization
分类号
TM34 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
新型双定子无刷双馈风力发电机直接功率控制
被引量:
1
3
作者
朱连成
肖阳
苏晓英
金石
陈晓红
机构
辽宁工业大学电气工程学院
沈阳工业大学电气工程学院
出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期9-17,共9页
基金
国家自然科学基金重点项目(51537007)
辽宁省教育厅面上项目(LJKZ0617)。
文摘
新型双定子无刷双馈发电机包括内外功率绕组和内外控制绕组,二者分别通过中间带隔磁环的背靠背笼障转子进行磁场耦合。针对该新型双定子无刷双馈风力发电机提出一种直接功率控制方法,内外功率绕组及内外控制绕组分别串联以保持各自同相绕组的电磁一致性,将功率绕组有功和无功功率滞环比较器输出值及控制绕组磁链扇区号综合,采用查找表得到控制绕组机侧变流器所需输出的电压空间矢量。通过定量对比研究12/8极50 kW样机控制系统阶跃信号作用下的特性仿真与实验结果,验证了所提双定子无刷双馈风力发电机直接功率控制在亚同步~超同步速度变化范围内变速恒频发电、最大功率跟踪、无功功率与单位功率因数控制等方面的正确性、可行性和有效性。
关键词
无刷
双
馈
发电机
双
定子
背靠背
笼
障
转子
直接功率控制
最大功率跟踪
单位功率因数控制
Keywords
brushless double-fed generator
dual-stator
back-to-back cage-barrier rotor
direct power control
maximum power tracking
unit power factor control
分类号
TM614 [电气工程—电力系统及自动化]
TM315 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
笼型转子无刷双馈发电机的间接功率控制
被引量:
8
4
作者
赵荣理
张爱玲
田慕琴
闫珺
马赟
机构
太原理工大学电气与动力工程学院
国网太原供电公司
国网晋中供电公司
出处
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第9期1-8,共8页
基金
国家自然科学基金(51477110)
文摘
针对无刷双馈发电机(BDFIG)在变速恒频风力发电系统中有功功率和无功功率的控制问题,提出一种笼型转子无刷双馈发电机并网后的间接功率控制方法。利用BDFIG统一坐标系模型推导出有功功率与控制绕组磁链幅值和相位增量之间的解析关系,在此基础上设计有功功率和无功功率的控制器,建立间接功率控制系统的结构框图。样机并网后的实验结果表明该方法能够实现有功功率与无功功率的控制。该方法无需进行旋转坐标变换,用到的电机参数较少,构成的控制系统结构简单。
关键词
无刷
双
馈
电机
笼
型
转子无
刷
双
馈
发电机
间接功率控制
有功功率
无功功率
Keywords
brushless doubly-fed machine
brushless doubly-fed induction generator
indirect power control
active power
reactive power
分类号
TM301.2 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
笼障转子无刷双馈电机水冷系统设计
被引量:
5
5
作者
张凤阁
蒋晓东
李应光
机构
沈阳工业大学
出处
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第6期70-76,共7页
基金
国家自然科学基金重点资助项目(51537007)
文摘
为了降低笼障转子无刷双馈电机的温升,进一步提高其功率密度,提出采用水冷方式替代风扇冷却对该种新型电机进行冷却系统设计。建立水冷系统解析计算模型,分别设计了轴向和螺旋两种水路结构,计算两种水路结构机壳表面温度,并对两种水路结构进行对比分析。选取无刷双馈电机周向1/6区域作为研究对象,建立三维稳态温度场物理模型,通过采用有限元方法计算了电机各部分的温升分布,并对结果进行详细分析。最后将有限元计算结果与解析结果进行对比,验证了螺旋水路冷却方案设计的有效性,为后续水冷样机的研制和进一步实验研究提供理论依据。
关键词
笼
障
转子
无刷
双
馈
电机
解析模型
冷却系统
螺旋水路
Keywords
brushless doubly-fed machine
cage-barrier rotor
analytical model
cooling system
spiral water road
分类号
TM352 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
永磁/笼障混合转子双定子风力发电机电磁设计与性能分析
被引量:
3
6
作者
刘豪
牛姿懿
宋亚凯
机构
河南城建学院电气与控制工程学院
出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期432-441,共10页
基金
河南省高等学校重点科研项目(22A470004)
教育部高等教育司产学合作协同育人项目(202101125001)
河南城建学院青年骨干资助项目(G2015008)。
文摘
针对主流永磁同步发电机存在成本高和有刷双馈感应发电机存在可靠性低的问题,结合风电发展的要求,提出一种具有功率密度高和可靠性高的新型永磁/笼障混合转子双定子风力发电机应用于海上风力发电。功率密度与电机的功率分配、极槽配合和转子耦合能力有关。基于该发电机的工作原理和设计要求,设计一台300 kW永磁/笼障混合转子双定子风力发电机,并考虑功率分配、主要尺寸确定方法、极槽配合和转子耦合能力。在此基础上,采用数值法分析不同运行状态下该发电机性能,并与实验测试结果作比较;同时将所提出的发电机与常规电机在转矩密度和成本方面作比较,验证该发电机设计和分析方法的合理性和有效性及转矩密度高的特点。
关键词
风力
发电
同步
发电机
优化结构
双
定子
永磁/
笼
障
混合
转子
电磁设计
转矩密度
Keywords
wind power
synchronous generator
optimize structure
dual-stator
permanent-magnet/cage-barrier mixed rotor
electromagnetic design
torque density
分类号
TM315 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
不同转子结构无刷双馈电动机的仿真研究
被引量:
2
7
作者
薛冰
胡堃
樊贝
机构
中国矿业大学信电学院
出处
《工矿自动化》
北大核心
2012年第1期55-58,共4页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2010QNB31)
文摘
阐述了无刷双馈电动机的工作原理和不同转子结构特点,采用Ansoft软件对磁障、笼型、凸极、凸极加导条4种不同转子结构的无刷双馈电动机进行了建模仿真,通过二维瞬态电磁场有限元计算出了不同转子结构无刷双馈电动机的磁力线分布及气隙磁场谐波的频谱图,揭示了不同转子结构对无刷双馈电动机磁场调制效果的影响,得出磁障转子无刷双馈电动机对磁场的调制效果最好、笼型转子无刷双馈电动机对磁场的调制效果最差的结论,为深入研究无刷双馈电动机转子结构的优化设计奠定了基础。
关键词
无刷
双
馈
电动机
转子
结构
磁
障
转子
笼
型
转子
凸极
转子
凸极加导条
转子
磁场调制
ANSOFT
Keywords
brushless doubly-fed machine
rotor structure
reluctance rotor
cage rotor
salient poles rotor
salient poles rotor with bars
magnetic field modulation
Ansoft
分类号
TD614.2 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
双定子笼障转子无刷双馈发电机冷却空气流变特性数值分析
蒋晓东
张凤阁
周党生
孔令江
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2019
10
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职称材料
2
不平衡电压下双笼转子无刷双馈发电机的多目标控制
曹政
程明
闫晓鸣
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
4
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职称材料
3
新型双定子无刷双馈风力发电机直接功率控制
朱连成
肖阳
苏晓英
金石
陈晓红
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
4
笼型转子无刷双馈发电机的间接功率控制
赵荣理
张爱玲
田慕琴
闫珺
马赟
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2019
8
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职称材料
5
笼障转子无刷双馈电机水冷系统设计
张凤阁
蒋晓东
李应光
《电机与控制学报》
EI
CSCD
北大核心
2018
5
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职称材料
6
永磁/笼障混合转子双定子风力发电机电磁设计与性能分析
刘豪
牛姿懿
宋亚凯
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
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职称材料
7
不同转子结构无刷双馈电动机的仿真研究
薛冰
胡堃
樊贝
《工矿自动化》
北大核心
2012
2
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