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基于定子电流法的绕线转子无刷双馈发电机偏心故障研究 被引量:1
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作者 阚超豪 张恒 +2 位作者 方裕超 蒋涛 程源 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期3260-3268,I0027,共10页
绕线转子无刷双馈电机在船舶轴带发电以及风力发电等领域中具有良好的应用前景。转子偏心是一种常见的机械故障,威胁着现代化工业体系的稳定运转,因此实现其状态检测和故障诊断非常关键。由于无刷双馈电机具有特殊的定、转子绕组结构以... 绕线转子无刷双馈电机在船舶轴带发电以及风力发电等领域中具有良好的应用前景。转子偏心是一种常见的机械故障,威胁着现代化工业体系的稳定运转,因此实现其状态检测和故障诊断非常关键。由于无刷双馈电机具有特殊的定、转子绕组结构以及复杂的气隙磁场,因此传统的故障检测方法无法直接用于该类电机。该文通过定子电流法提取了功率绕组电流的特征频率分量作为故障指标,实现对静偏心、动偏心以及混合偏心的无创诊断。建立故障电机的时步有限元模型,并通过详细的故障机理分析,得出不同类型的偏心故障可能导致的特征频率信号。最后,以一台2/4对极无刷双馈电机为例,并通过有限元仿真、样机试验验证解析法的结论,为绕线转子无刷双馈电机偏心故障的精准检测提供了理论依据。 展开更多
关键词 无刷发电机 转子偏心 时步有限元法 频谱分析 故障诊断
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绕线转子无刷双馈发电机电磁设计特点及其性能分析 被引量:8
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作者 程源 王雪帆 +1 位作者 娄振袖 何怡刚 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第S2期395-401,共7页
本文从分析无刷双馈电机的基本运行原理出发,并以无刷双馈发电机的等效电路为依托,提出了无刷双馈发电机的基本设计思想,并给出了进行电磁计算的算法流程。在进行电机的参数计算时,针对特殊设计的绕线型转子漏感,提出了采用逐槽累加计... 本文从分析无刷双馈电机的基本运行原理出发,并以无刷双馈发电机的等效电路为依托,提出了无刷双馈发电机的基本设计思想,并给出了进行电磁计算的算法流程。在进行电机的参数计算时,针对特殊设计的绕线型转子漏感,提出了采用逐槽累加计算槽漏感和利用谐波分析计算谐波漏感的新方法。最后,以一种4/8极无刷双馈发电机为例并利用Vc++6.0编制的电磁计算程序计算电机相关性能数据,并从理论和实验的角度加以分析。 展开更多
关键词 无刷发电机 电磁设计 绕线转子 谐波分析 VC++6.0
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基于共模阻抗的双馈异步发电机转子绕组绝缘在线监测
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作者 郑大勇 乐振春 +5 位作者 常玉红 谢欢 桂林 陆格野 党智敏 张品佳 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第7期2791-2799,I0029,I0030,共11页
与传统同步励磁发电机相比,双馈异步电机转子绕组受力复杂,绝缘磨损更为严重,因此其绝缘问题更需关注。目前,转子绝缘问题只能通过转子绕组短路故障诊断方法进行事后保护性切除,无法实现绝缘老化预警。基于此,提出一种利用转子侧变流器... 与传统同步励磁发电机相比,双馈异步电机转子绕组受力复杂,绝缘磨损更为严重,因此其绝缘问题更需关注。目前,转子绝缘问题只能通过转子绕组短路故障诊断方法进行事后保护性切除,无法实现绝缘老化预警。基于此,提出一种利用转子侧变流器产生的开关电压谐波和对应的漏电流谐波响应,对转子绕组绝缘共模等效阻抗进行在线测量的方法。理论分析和实验结果表明:所提方法可以在线监测转子绕组绝缘等效参数的变化,实现转子绕组绝缘老化非侵入式在线监测。 展开更多
关键词 异步发电机 绝缘老化 转子绕组 在线监测 共模阻抗
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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
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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。 展开更多
关键词 转子无感应发电机 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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不平衡电网下无刷双馈风电系统的虚拟同步发电机控制 被引量:4
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作者 金石 梁帅 施隆 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期2426-2435,I0049,共11页
无刷双馈发电机(brushless doubly-fed reluctance generator,BDFG)在风力发电领域有着广阔的应用前景。基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)的无刷双馈风电系统具有一定的电网频率支撑能力,但在电网电压不平衡工况... 无刷双馈发电机(brushless doubly-fed reluctance generator,BDFG)在风力发电领域有着广阔的应用前景。基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)的无刷双馈风电系统具有一定的电网频率支撑能力,但在电网电压不平衡工况下运行性能较差。提出了一种不平衡电网工况下无刷双馈风电系统的虚拟同步发电机策略,来降低不平衡的电网电压对BDFG系统的影响;其核心思想为使用原有BDFG-VSG来控制正序分量,在功率绕组正向同步旋转坐标系下使用基于降阶广义积分器(reduced order generalized integrator,ROGI)的直接谐振控制调节负序分量。详细分析了电网电压不平衡对BDFG各电量的影响,据此提出了5种可供选择的优化目标,最后通过仿真验证了该策略的有效性。所提出的策略可抑制不平衡电网工况下BDFG的各电量中的负序分量或二倍频分量,无需计算负序电流的参考值,对电网具有友好性。 展开更多
关键词 无刷发电机 不平衡电网 虚拟同步发电机 降阶广义积分器 直接谐振控制
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开绕组无刷双馈风力发电机直接功率控制容错策略 被引量:2
6
作者 朱连成 肖阳 +1 位作者 金石 陈晓红 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期73-78,87,共7页
针对无刷双馈发电机提出了一种控制绕组采用开绕组拓扑(OW-BDFG)的馈电方案,将三相控制绕组两端打开分别连接变流器构成双两电平变流器(D-TLCs)馈电拓扑,对机侧变流器功率器件IGBT因故障切除后的容错控制策略进行深入分析,提出了功率偏... 针对无刷双馈发电机提出了一种控制绕组采用开绕组拓扑(OW-BDFG)的馈电方案,将三相控制绕组两端打开分别连接变流器构成双两电平变流器(D-TLCs)馈电拓扑,对机侧变流器功率器件IGBT因故障切除后的容错控制策略进行深入分析,提出了功率偏差比较直接功率控制(PEC-DPC)的D-TLCs电压空间矢量优化方案。对比分析了8/4极25kW样机的仿真及实验结果,表明:当机侧变流器1个或2个IGBT被切除后,所提OW-BDFG的PEC-DPC仍可实现变速恒频、最大功率点跟踪及单位功率因数控制,进一步提高了该发电机系统的可靠性和鲁棒性。 展开更多
关键词 无刷发电机 开绕组 两电平变流器 直接功率控制 容错控制 最大功率点跟踪
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新型双定子无刷双馈风力发电机直接功率控制 被引量:1
7
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。 展开更多
关键词 无刷发电机 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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双馈异步风力发电机转子匝间短路故障振动特性分析 被引量:6
8
作者 庞彬 周紫烨 +1 位作者 齐晓帆 郑涵升 《河北大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第1期9-16,共8页
针对双馈异步风力发电机转子匝间短路的故障振动机理尚不明确且无法为故障诊断提供理论依据的问题,开展了双馈异步风力发电机转子匝间短路故障振动特性分析.首先,结合有限元仿真及解析推导,分析转子匝间短路下双馈异步风力发电机的气隙... 针对双馈异步风力发电机转子匝间短路的故障振动机理尚不明确且无法为故障诊断提供理论依据的问题,开展了双馈异步风力发电机转子匝间短路故障振动特性分析.首先,结合有限元仿真及解析推导,分析转子匝间短路下双馈异步风力发电机的气隙磁密规律,得到转子所受的不平衡磁拉力;然后,考虑转子不平衡磁拉力的情况下构建双馈异步风力发电机转子-轴承系统非线性动力学模型,利用非线性动力学仿真获取转子匝间短路故障下系统的振动仿真信号;最后,在双馈异步风力发电机故障模拟实验台上进行转子匝间短路故障实验,利用实验分析验证非线性动力学仿真结果的有效性.非线性动力学仿真及实验分析结果均表明,转子匝间短路故障下双馈异步风力发电机转子-轴承系统振动信号的频谱存在转频的谐波成分,通过检测转频的谐波分量可诊断双馈异步风力发电机转子匝间短路故障,有效揭示了双馈异步风力发电机转子匝间短路的故障振动机理. 展开更多
关键词 异步风力发电机 转子匝间短路 非线性动力学 振动特性 故障诊断
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双定子无刷双馈风力发电机无速度传感器反步法直接功率控制
9
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4期206-213,共8页
针对双定子无刷双馈发电机,将内外功率绕组及内外控制绕组分别同相串联以保证电磁一致性。基于Lyapunov和Popov稳定性理论,采用反步法和模型参考自适应系统设计一种无速度传感器的反步法直接功率控制策略,利用空间矢量脉宽调制(SVPMW)... 针对双定子无刷双馈发电机,将内外功率绕组及内外控制绕组分别同相串联以保证电磁一致性。基于Lyapunov和Popov稳定性理论,采用反步法和模型参考自适应系统设计一种无速度传感器的反步法直接功率控制策略,利用空间矢量脉宽调制(SVPMW)以固定开关频率驱动控制绕组机侧变流器IGBT,以减小功率绕组功率波动及电流总谐波畸变率。通过12/8极50 kW样机控制系统的特性仿真研究,结果表明:所提控制策略在亚同步~超同步的速度变化范围内,可实现变速恒频发电、最大功率跟踪、无功功率及单位功率因数控制,电流总谐波畸变率约为2%。 展开更多
关键词 电机 定子无刷发电机 直接功率控制 反步法 最大功率跟踪 模型参考自适应系统
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双定子无刷双馈风力发电机无速度传感器超螺旋滑模直接功率控制
10
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8期595-602,共8页
结合新型背靠背笼障转子耦合内外双定子无刷双馈发电机,提出一种无速度传感器直接功率控制方法。将电机内、外同相功率绕组及内、外同相控制绕组各自串联连接,采用超螺旋滑模控制及SVPWM技术,以固定开关频率驱动控制绕组机侧变流器功率... 结合新型背靠背笼障转子耦合内外双定子无刷双馈发电机,提出一种无速度传感器直接功率控制方法。将电机内、外同相功率绕组及内、外同相控制绕组各自串联连接,采用超螺旋滑模控制及SVPWM技术,以固定开关频率驱动控制绕组机侧变流器功率器件,以模型参考自适应系统和Popov超稳定性理论设计发电机速度观测器,取代易发生故障的传统机电式转速/位置传感器。通过12/8极50 kW样机控制系统的特性仿真,验证了所提无速度传感器超螺旋滑模直接功率控制策略的正确性和有效性。 展开更多
关键词 海上风电 风力机 定子无刷发电机 超螺旋滑模直接功率控制 最大功率跟踪 模型参考自适应系统
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ALA转子无刷双馈风力发电机的参数计算方法与转子制造工艺探讨 被引量:16
11
作者 张凤阁 王正 王凤翔 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期498-503,共6页
在大型变速恒频风电系统中采用新型无刷双馈发电机 ,既运行可靠又可降低所需控制系统的容量和成本。该文介绍了该种风电系统的组成和新型无刷双馈发电机结构 ;提出了各向异性轴向叠片 (ALA)转子无刷双馈发电机电感参数的准确计算方法 ;... 在大型变速恒频风电系统中采用新型无刷双馈发电机 ,既运行可靠又可降低所需控制系统的容量和成本。该文介绍了该种风电系统的组成和新型无刷双馈发电机结构 ;提出了各向异性轴向叠片 (ALA)转子无刷双馈发电机电感参数的准确计算方法 ;研究了主要设计尺寸对电机耦合能力的影响 ;对该种电机转子的制造工艺进行了探讨。研究表明 ,该文提出的电感参数叠加法较好的解决了该种发电机的参数计算问题 ;在无刷双馈发电机的设计中 ,应兼顾考虑主要设计尺寸的综合影响 ,以得到最佳的设计方案。 展开更多
关键词 ALA转子 无刷 风力发电机 计算方法 制造工艺 电感参数
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笼型转子无刷双馈发电机的间接功率控制 被引量:8
12
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。 展开更多
关键词 无刷电机 笼型转子无发电机 间接功率控制 有功功率 无功功率
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不平衡磁拉力作用下无刷双馈电机的转子振动特性研究 被引量:1
13
作者 任泰安 吴霞 +3 位作者 吴松荣 阚超豪 田杰 王群京 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期102-110,共9页
无刷双馈电机长时间运行会出现转轴弯曲、轴承磨损等状况,导致气隙动偏心,并因此产生不平衡磁拉力,影响转子系统动力学特性。为了研究由不平衡磁拉力引起的转子振动特性问题,建立Jeffcott转子动力学模型,得出考虑不平衡磁拉力作用下转... 无刷双馈电机长时间运行会出现转轴弯曲、轴承磨损等状况,导致气隙动偏心,并因此产生不平衡磁拉力,影响转子系统动力学特性。为了研究由不平衡磁拉力引起的转子振动特性问题,建立Jeffcott转子动力学模型,得出考虑不平衡磁拉力作用下转子系统的振动微分方程组,并对其自由振动响应进行了计算。以某型号无刷双馈电机的样机尺寸为例,分析气隙动偏心状态下电机气隙长度、转子材料及几何尺寸等对电机振动特性的影响,并利用Runge-Kutta法对振动微分方程组进行分析,结果表明:当转子动偏心率较小时,利用该转子系统的振动微分方程组计算出的解析解与数值计算结果吻合较好,转子的一阶振幅误差仅为0.2%,二阶振幅误差为2%,具有较高的精度且计算较为简便,为电机的高可靠运行提供理论支撑。 展开更多
关键词 无刷电机 转子系统 动偏心 振动特性 不平衡磁拉力
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不同槽配比下绕线式无刷双馈电机性能对比研究 被引量:2
14
作者 阚超豪 殷仁杰 +2 位作者 曾家乐 胡兆稳 余银钢 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期6199-6208,I0030,共11页
无刷双馈电机由于结构简单、可靠性高、变频器容量小等优点在恒频变速发电领域受到广泛关注,其定转子的槽数配比对电机性能与振动具有一定程度的影响。为探究这一问题,该文以绕线式无刷双馈电机定转子磁势分析为基础,推导不同槽配合的... 无刷双馈电机由于结构简单、可靠性高、变频器容量小等优点在恒频变速发电领域受到广泛关注,其定转子的槽数配比对电机性能与振动具有一定程度的影响。为探究这一问题,该文以绕线式无刷双馈电机定转子磁势分析为基础,推导不同槽配合的电磁力波对比以及槽配合对电机性能的影响,给出3种符合要求的槽配比方案,计算出各方案转子绕组谐波,并进行对比分析;利用有限元法对48/36槽、42/36槽与36/30槽3种方案在相同要求下的负载性能进行研究,导出定子齿部电磁力,对电机进行振动响应分析对比;最后,通过样机试验,验证有限元仿真的正确性,同时试验结果也证明所选槽配合下电机具有振动形变量小、转子电流小、系统输出电压和效率高、饱和程度低等优点。 展开更多
关键词 无刷电机 有限元法 绕线转子 电机槽数配比 振动响应
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齿谐波法设计的无刷双馈发电机运行范围 被引量:20
15
作者 阚超豪 王雪帆 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第24期124-130,共7页
转子绕组采用齿谐波法设计的无刷双馈电机在变速恒频发电领域有着广泛的应用前景,而影响其应用的关键在于电机运行的可靠性。要实现电机可靠运行,则必须考虑电机能可靠运行的约束条件。约束条件主要包含运行时电机的电负荷、磁负荷和变... 转子绕组采用齿谐波法设计的无刷双馈电机在变速恒频发电领域有着广泛的应用前景,而影响其应用的关键在于电机运行的可靠性。要实现电机可靠运行,则必须考虑电机能可靠运行的约束条件。约束条件主要包含运行时电机的电负荷、磁负荷和变频器容量等。根据齿谐波法绕线转子无刷双馈发电机在船用轴带领域的实际工况,依据绕线转子无刷双馈电机全电路模型,对轴带发电机电负荷的组成及其对电机温升的影响、磁负荷选择的依据和变频器容量的选择等进行了分析,推导了绕线转子无刷双馈发电机可靠运行的范围。计算和样机实验对比验证了结论的正确性。 展开更多
关键词 齿谐波 绕线转子无刷双馈发电机 绕线 电负荷 磁负荷 变频器
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基于转子暂态电流的双馈风电机组转子电压动态补偿控制
16
作者 白望望 张中丹 +2 位作者 张耀忠 赵伟阳 付媛 《河北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期20-33,共14页
双馈感应风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)在电网发生对称故障后,因其定子侧直接与电网相连,且转子电阻阻值通常较小,电网电压对称故障将导致DFIG转子电流快速抬升,严重影响风电机组的并网稳定性.对于当电网发生故障后... 双馈感应风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)在电网发生对称故障后,因其定子侧直接与电网相连,且转子电阻阻值通常较小,电网电压对称故障将导致DFIG转子电流快速抬升,严重影响风电机组的并网稳定性.对于当电网发生故障后变流器无法直接快速准确获取暂态量来补偿转子电压以达到抑制转子过电流的问题,提出了一种基于转子暂态电流的转子电压动态补偿方案,并分析了该补偿方案对定子暂态磁链衰减的影响.首先对DFIG进行故障电路分析,得到转子绕组等效电路以及转子电流在电网电压对称跌落时的动态过程,并基于转子侧变流器的电流内环调节得到在同步旋转坐标系下的转子电流表达式.然后通过坐标变换与转子绕组等效电路参数,得到转子暂态感应电动势,将其通过前馈控制补偿转子侧变流器的输出电压,以此削弱转子过电流.仿真结果表明,基于转子暂态电流的转子电压动态补偿方案对转子过电流抑制有良好效果,所提的控制方案提高了DFIG在故障状态下的并网能力. 展开更多
关键词 感应风力发电机 电网电压对称跌落 转子过电流 转子电压补偿 定子磁链衰减
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定子单绕组变极不等匝设计的无刷双馈发电机
17
作者 李龙金 贾磊 《电机与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期180-190,共11页
为了解决无刷双馈发电机定子单绕组变极等匝设计引起的功率绕组电压及控制绕组电流波形失真、谐波含量高的问题,提出一种基于单绕组变极原理的不等匝设计方案。通过调节线圈匝数来改变支路绕组合成磁动势轴与参考磁动势轴之间的电角度,... 为了解决无刷双馈发电机定子单绕组变极等匝设计引起的功率绕组电压及控制绕组电流波形失真、谐波含量高的问题,提出一种基于单绕组变极原理的不等匝设计方案。通过调节线圈匝数来改变支路绕组合成磁动势轴与参考磁动势轴之间的电角度,从而消除或减弱并联支路的不对称性。以4/2对极无刷双馈发电机为例,采用有限元方法对无刷双馈发电机在低于自然同步转速(400 r/min)和高于自然同步转速(600 r/min)两种状态下进行仿真,与定子单绕组变极采用等匝设计方法相比,结果表明,改进的单绕组变极不等匝设计方案能够有效降低电机的谐波含量和径向电磁力幅值,改善功率绕组发电电压和控制绕组电流波形质量。同时,通过一台6 kW无刷双馈发电机样机验证此方案的优越性。 展开更多
关键词 无刷发电机 单绕组变极 不等匝 磁动势 有限元 谐波含量
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新型简单凸极转子双定子无刷双馈发电机的设计与分析 被引量:5
18
作者 程明 张长国 曾煜 《电气工程学报》 CSCD 2022年第1期104-113,共10页
近年来无刷双馈发电机由于其结构简单、可靠性高、变频器容量低等优点在风力发电领域受到广泛关注。为提高电机空间利用率和功率密度,提出一种新型简单凸极转子无刷双馈发电机,它将两套绕组分离,功率绕组PW置于外定子,控制绕组CW置于内... 近年来无刷双馈发电机由于其结构简单、可靠性高、变频器容量低等优点在风力发电领域受到广泛关注。为提高电机空间利用率和功率密度,提出一种新型简单凸极转子无刷双馈发电机,它将两套绕组分离,功率绕组PW置于外定子,控制绕组CW置于内定子。内外定子之间为杯型转子,由简单凸极和不导磁块交替排布而成。PW和CW依据气隙磁场调制原理通过转子耦合,实现双馈运行。设计一台PW端1.5kW的样机,并对电机进行了优化,包括极槽配比、转子结构以及电机尺寸。通过有限元仿真得到的电机电磁性能验证了所提样机原理上的可行性。 展开更多
关键词 无刷发电机 定子 简单凸极 设计优化
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一种复合转子无刷双馈风力发电机直接功率控制研究 被引量:13
19
作者 苏晓英 朱连成 +2 位作者 金石 张凤阁 孙丹 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期494-501,共8页
无刷双馈发电机无电刷和集电环,具有免维护而可靠性高、变流器容量小等优点,极有可能竞争目前风电系统中普遍使用的传统有刷双馈感应发电机和永磁同步发电机。针对新型复合转子结构无刷双馈风力发电机功率绕组有功和无功功率的控制需求... 无刷双馈发电机无电刷和集电环,具有免维护而可靠性高、变流器容量小等优点,极有可能竞争目前风电系统中普遍使用的传统有刷双馈感应发电机和永磁同步发电机。针对新型复合转子结构无刷双馈风力发电机功率绕组有功和无功功率的控制需求,按照控制绕组磁链所在扇区,采用查表方式确定控制绕组机侧变流器的电压空间矢量,进而对其最大功率跟踪及单位功率因数等进行有效的直接功率控制。通过对比8/4极25kW样机测试系统的仿真与实验结果,证明了所提复合转子无刷双馈风力发电机直接功率控制的正确性、可靠性和有效性。 展开更多
关键词 无刷发电机 新型复合转子 直接功率控制 最大功率跟踪
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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:9
20
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。 展开更多
关键词 定子笼障转子无发电机 机械结构 通风结构 流体流变特性 有限体积法
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