电励磁同步发电机损耗的分析研究

发布时间：2021-02-23 05:04

　　现代使用的交流电能几乎全由同步发电机产生,三相同步发电机具有供电品质好、带载能力强等优点,广泛应用于大容量电力系统或独立电力系统中,随供电量的不断提高,开发高效发电机显得尤为重要。同步发电机运行中存在多种损耗,这些损耗会导致电机发热,若局部过热严重,则会影响发电机性能,降低电机使用寿命,因而准确计算同步发电机损耗对提高电机效率与估算其使用寿命具有重要意义,本文从理论分析与数值计算两方面研究同步发电机的损耗,并探究降耗的措施。研究电磁现象的主要依据麦克斯韦方程组,分别介绍四个定律及电磁场有限元求解步骤。基于麦克斯韦方程组建立同步发电机空载及负载下的有限元模型,为电机损耗的计算打下基础。分别介绍了基本铁耗、空载/负载情况下转子附加损耗、铜耗的理论及计算方法。考虑电机齿槽效应,得到计及谐波的铁耗分离模型,分别采用解析法与有限元法计算电机空载/负载下定子基本铁耗,对比分析两个方法下的计算结果。基于建立的空载/负载模型,通过瞬态场计算得到所研究样机两种工况下转子附加损耗。利用解析公式计算电机的定、转子相电阻,进而求得定、转子铜耗。采用控制变量的方法分别研究磁性槽楔、定子槽口宽度、定子导体股数、股... 

【文章来源】：青岛大学山东省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题的背景
    1.2 国内外电机损耗研究现状
        1.2.1 国内电机损耗研究现状
        1.2.2 国外电机损耗研究现状
    1.3 本文研究的内容及方法
第二章 同步发电机有限元分析
    2.1 电磁场基本原理
    2.2 有限元法
        2.2.1 有限元法原理
        2.2.2 电磁场有限元法求解步骤
    2.3 同步发电机有限元建模
        2.3.1 假设条件
        2.3.2 建模与赋材料属性
        2.3.3 剖分与边界条件
        2.3.4 加载与求解
        2.3.5 查看计算结果
    2.4 本章小结
第三章 同步发电机损耗计算
    3.1 基本铁耗
        3.1.1 磁滞损耗
        3.1.2 涡流损耗
        3.1.3 附加损耗
        3.1.4 有限元仿真结果
    3.2 空载时铁心中的附加铁耗
        3.2.1 表面损耗
        3.2.2 脉振损耗
        3.2.3 有限元计算结果
    3.3 负载时的附加损耗
        3.3.1 相带谐波磁势在磁极表面的附加损耗
        3.3.2 齿谐波磁势在磁极表面的附加损耗
        3.3.3 有限元计算结果
    3.4 铜耗计算
        3.4.1 基本铜耗
        3.4.2 定子附加铜耗计算
    3.5 本章小结
第四章 同步发电机铁耗影响因素
    4.1 磁性槽楔的影响
        4.1.1 对卡式系数的影响
        4.1.2 对定子槽漏抗影响
        4.1.3 对磁场的影响
        4.1.4 对损耗的影响
    4.2 转子阻尼绕组对转子附加损耗的影响
    4.3 定子槽口宽度的影响
    4.4 本章小结
第五章 同步发电机铜耗影响因素
    5.1 定子槽导体股数影响
    5.2 股线换位
        5.2.1 漏感电势法
        5.2.2 多截面场路耦合有限元法
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3047061