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考虑气隙偏心时发电机定子匝间短路位置对电磁转矩波动特性的影响

发布时间:2018-09-04 18:41
【摘要】:针对同步发电机定子匝间短路位置对电磁转矩波动特性的影响进行理论推导分析、计算机数值仿真和动模实验验证。首先,对发电机气隙偏心单故障和气隙偏心与定子匝间短路复合故障下的电磁转矩表达式进行推导,分析得到了短路位置与电磁转矩特征频率幅值的映射关系。然后,以实验室MJF-30-6型动模发电机组为验证平台和建模对象,应用有限元软件Ansoft建立求解模型,对不同短路位置下的电磁转矩进行了仿真计算,并在实际机组上进行了实验测试。实验结果与理论分析、计算机数值仿真数据相吻合。分析表明,电磁转矩与短路位置和最小气隙位置的夹角近似呈余弦变化的映射关系,短路匝中心位置与最小气隙位置越接近,则电磁转矩平均值下降越多、二倍频和四倍频转矩分量幅值增大越多。该文是对定子匝间短路故障分析的一个重要补充,对此类故障的实际监测与识别具有参考价值。
[Abstract]:The influence of stator inter-turn short circuit position on electromagnetic torque ripple characteristics of synchronous generator is theoretically deduced and verified by computer numerical simulation and dynamic simulation. Firstly, the expressions of electromagnetic torque of generator under single fault of air gap eccentricity and composite fault of air gap eccentricity and stator inter-turn short circuit are deduced, and the mapping relationship between short circuit position and electromagnetic torque characteristic frequency amplitude is obtained. Then, taking the MJF-30-6 dynamic model generator set in laboratory as the verification platform and modeling object, the finite element software Ansoft is used to establish the solution model, the electromagnetic torque in different short circuit position is simulated and calculated, and the experimental test is carried out on the actual unit. The experimental results are in good agreement with the theoretical analysis. The analysis shows that the angle between electromagnetic torque and short circuit position and minimum air gap position is approximately the mapping of cosine change. The closer the center position of short circuit turn is to the minimum air gap position, the more the average electromagnetic torque decreases. The amplitudes of the second and fourth harmonic torque components increase more. This paper is an important supplement to the analysis of stator inter-turn short circuit fault, and has reference value for the actual monitoring and identification of this kind of fault.
【作者单位】: 华北电力大学机械工程系;
【基金】:国家自然科学基金项目(51307058) 河北省自然科学基金项目(E2014502052、E2015502013) 中央高校科研业务费专项基金项目(2015ZD27)资助
【分类号】:TM31

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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