基于齿谐波的混合励磁同步发电机带整流负载分析
发布时间：2020-12-29 05:05
在航空航天、船舰电力系统以及可再生能源开发等领域中,同步发电机带整流负载系统作为直流输电系统的发电装置具有较大的优势。齿谐波励磁的混合励磁发电机将谐波励磁技术与混合励磁技术相结合,形成了一种自励无刷的新型混合励磁发电机,具有广阔的应用前景。对该电机带整流负载进行研究和分析对于拓宽该电机在需要高品质直流电源的领域具有重要意义。简述了混合励磁同步发电机、谐波励磁同步发电机和同步发电机带整流负载系统的发展历程以及国内外研究现状。基于齿谐波基本理论,推导并分析了影响齿谐波励磁系统输出励磁电流大小的因素,利用有限元法定量计算了定子槽口宽度、气隙长度、定子斜槽、齿谐波绕组匝数、磁路饱和等电机设计参数对励磁电流大小的影响。仿真结果较好地验证了理论分析的正确性,并得到了输出最大励磁功率下各个参数的最优值。将齿谐波绕组优化布置方案应用于齿谐波励磁的混合励磁发电机带整流负载中(功率因数为0.9),采用场路耦合时步有限元法对比分析了齿谐波绕组优化前后的发电机带整流负载的输出特性。结果表明齿谐波绕组优化布置可以使得发电机带不同大小整流负载时实现恒压输出。同时对发电机带整流负载在齿谐波励磁系统断开和接通两种情况...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外发展现状
1.2.1 混合励磁同步发电机研究现状
1.2.2 谐波励磁同步发电机研究现状
1.2.3 同步发电机带整流负载研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 设计参数对齿谐波励磁系统的励磁电流影响
2.1 电机结构
2.2 齿谐波电动势产生原理
2.3 设计参数对励磁电流的影响分析
2.4 不同设计参数下的仿真计算
2.4.1 定子槽口宽度对励磁电流的影响
2.4.2 气隙长度对励磁电流的影响
2.4.3 定子斜槽对励磁电流的影响
2.4.4 齿谐波绕组匝数对励磁电流的影响
2.4.5 磁路饱和对励磁电流的影响
2.5 小结
第3章 基于齿谐波的混合励磁发电机带整流负载特性分析
3.1 基于齿谐波绕组优化布置的恒压输出原理
3.2 发电机带整流负载的输出特性分析
3.2.1 优化前输出特性分析
3.2.2 优化后输出特性分析
3.2.3 综合对比分析
3.3 发电机带整 负载的线电压分析
3.3.1 齿谐波励磁系统不工作
3.3.2 齿谐波励磁系统工作
3.3.3 电压波形畸变原因分析
3.4 小结
第4章 混合励磁发电机带整流负载定子铁耗计算
4.1 铁耗的计算方法
4.1.1 铁耗的产生
4.1.2 磁路法
4.1.3 有限元法
4.2 定子铁耗计算分析
4.2.1 传统方法计算
4.2.2 有限元法计算
4.3 小结
第5章 基于齿谐波的混合励磁发电机样机实验
5.1 发电机实验平台
5.2 齿谐波励磁系统性能测试
5.2.1 发电机空载运行
5.2.2 发电机负载运行
5.3 发电机带整流负载样机实验
5.4 小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合励磁电机的技术现状及新进展[J]. 宁银行,赵朝会,刘闯. 电机与控制应用. 2017(05)
[2]用于电机损耗精细化分析的分段变系数铁耗计算模型[J]. 张冬冬,赵海森,王义龙,许国瑞,刘晓芳. 电工技术学报. 2016(15)
[3]新型开放式绕组永磁同步电机矢量控制系统研究[J]. 安群涛,孙力,孙立志. 中国电机工程学报. 2015(22)
[4]基波电枢磁动势对转子齿谐波电动势的影响[J]. 夏永洪,龚文军,黄劭刚,杨玉文,黄新. 中国电机工程学报. 2015(09)
[5]高速交流永磁发电机定子铁心损耗计算[J]. 张继鹏,苏锦智,付荣华,边长安. 微电机. 2014(11)
[6]齿谐波绕组电流对电枢绕组空载电压波形的影响[J]. 夏永洪,黄劭刚. 中国电机工程学报. 2014(06)
[7]带整流负载的交流同步脉冲发电机励磁控制的设计与仿真[J]. 张庆龙,张国友,李志新. 船电技术. 2013(04)
[8]励磁电流脉动对电枢绕组空载电压波形的影响[J]. 夏永洪,黄劭刚. 电机与控制学报. 2012(09)
[9]新型混合励磁永磁同步电机齿谐波电动势的协调控制[J]. 夏永洪,王善铭,邱阿瑞,黄劭刚. 电工技术学报. 2012(03)
[10]齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机[J]. 夏永洪,王善铭,黄劭刚,邱阿瑞. 清华大学学报(自然科学版). 2011(11)
博士论文
[1]两级式无刷混合励磁同步电机的电磁设计及特性分析[D]. 宁银行.南京航空航天大学 2016
硕士论文
[1]电机定子铁心旋转损耗计算及损耗分布可视化测量[D]. 任亚军.沈阳工业大学 2018
[2]带整流负载三相自激感应发电机系统的研究[D]. 董海涛.青岛大学 2018
[3]齿谐波励磁的混合励磁发电机恒压输出特性研究[D]. 刘俊波.南昌大学 2017
[4]齿谐波励磁的混合励磁发电机温度场计算与分析[D]. 徐波.南昌大学 2017
[5]齿谐波励磁的混合励磁同步发电机优化设计[D]. 杨玉文.南昌大学 2016
本文编号：2945064
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外发展现状
1.2.1 混合励磁同步发电机研究现状
1.2.2 谐波励磁同步发电机研究现状
1.2.3 同步发电机带整流负载研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 设计参数对齿谐波励磁系统的励磁电流影响
2.1 电机结构
2.2 齿谐波电动势产生原理
2.3 设计参数对励磁电流的影响分析
2.4 不同设计参数下的仿真计算
2.4.1 定子槽口宽度对励磁电流的影响
2.4.2 气隙长度对励磁电流的影响
2.4.3 定子斜槽对励磁电流的影响
2.4.4 齿谐波绕组匝数对励磁电流的影响
2.4.5 磁路饱和对励磁电流的影响
2.5 小结
第3章 基于齿谐波的混合励磁发电机带整流负载特性分析
3.1 基于齿谐波绕组优化布置的恒压输出原理
3.2 发电机带整流负载的输出特性分析
3.2.1 优化前输出特性分析
3.2.2 优化后输出特性分析
3.2.3 综合对比分析
3.3 发电机带整 负载的线电压分析
3.3.1 齿谐波励磁系统不工作
3.3.2 齿谐波励磁系统工作
3.3.3 电压波形畸变原因分析
3.4 小结
第4章 混合励磁发电机带整流负载定子铁耗计算
4.1 铁耗的计算方法
4.1.1 铁耗的产生
4.1.2 磁路法
4.1.3 有限元法
4.2 定子铁耗计算分析
4.2.1 传统方法计算
4.2.2 有限元法计算
4.3 小结
第5章 基于齿谐波的混合励磁发电机样机实验
5.1 发电机实验平台
5.2 齿谐波励磁系统性能测试
5.2.1 发电机空载运行
5.2.2 发电机负载运行
5.3 发电机带整流负载样机实验
5.4 小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]混合励磁电机的技术现状及新进展[J]. 宁银行,赵朝会,刘闯. 电机与控制应用. 2017(05)
[2]用于电机损耗精细化分析的分段变系数铁耗计算模型[J]. 张冬冬,赵海森,王义龙,许国瑞,刘晓芳. 电工技术学报. 2016(15)
[3]新型开放式绕组永磁同步电机矢量控制系统研究[J]. 安群涛,孙力,孙立志. 中国电机工程学报. 2015(22)
[4]基波电枢磁动势对转子齿谐波电动势的影响[J]. 夏永洪,龚文军,黄劭刚,杨玉文,黄新. 中国电机工程学报. 2015(09)
[5]高速交流永磁发电机定子铁心损耗计算[J]. 张继鹏,苏锦智,付荣华,边长安. 微电机. 2014(11)
[6]齿谐波绕组电流对电枢绕组空载电压波形的影响[J]. 夏永洪,黄劭刚. 中国电机工程学报. 2014(06)
[7]带整流负载的交流同步脉冲发电机励磁控制的设计与仿真[J]. 张庆龙,张国友,李志新. 船电技术. 2013(04)
[8]励磁电流脉动对电枢绕组空载电压波形的影响[J]. 夏永洪,黄劭刚. 电机与控制学报. 2012(09)
[9]新型混合励磁永磁同步电机齿谐波电动势的协调控制[J]. 夏永洪,王善铭,邱阿瑞,黄劭刚. 电工技术学报. 2012(03)
[10]齿谐波励磁的混合励磁永磁同步发电机[J]. 夏永洪,王善铭,黄劭刚,邱阿瑞. 清华大学学报(自然科学版). 2011(11)
博士论文
[1]两级式无刷混合励磁同步电机的电磁设计及特性分析[D]. 宁银行.南京航空航天大学 2016
硕士论文
[1]电机定子铁心旋转损耗计算及损耗分布可视化测量[D]. 任亚军.沈阳工业大学 2018
[2]带整流负载三相自激感应发电机系统的研究[D]. 董海涛.青岛大学 2018
[3]齿谐波励磁的混合励磁发电机恒压输出特性研究[D]. 刘俊波.南昌大学 2017
[4]齿谐波励磁的混合励磁发电机温度场计算与分析[D]. 徐波.南昌大学 2017
[5]齿谐波励磁的混合励磁同步发电机优化设计[D]. 杨玉文.南昌大学 2016
本文编号：2945064
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