同步发电机非对称转子设计及运行特性研究

发布时间：2021-07-29 17:30

　　同步发电机在现代电力系统中被广泛应用,例如蒸汽发电机组,柴油发电机组和风力发电机组,电励磁同步发电机是同步发电机中最常见的一种。同步发电机具有功率因数高,运行效率高,稳定性好,转速恒定等优点。传统的同步发电机为对称转子结构,发生绕组故障时,维护过程中更换绕组困难,在现场维护时,快速的拆解维修极为重要。针对此问题,本文从提高电机维修和安装的效率出发,增强电机稳定性及提高效率,主要研究总结如下。本文以同步发电机为研究对象进行电机优化设计,第一次优化用弧形切割转子尖端的右侧,该弧直接连接转子极与外部,达到非对称转子的设计目的。第二次优化是将极体与外弧连接,优化目标为输出转矩和损耗。利用弧形半径对转子右侧尖端的弧形侧面继续优化,同时在转子的左侧优化极靴宽度,优化转矩和效率,得到最优解,最后用优化模型做仿真和实验。根据电机原理分析建立AutoCAD,Magnet仿真模型,通过对转子两侧齿槽的配合,来满足电机对转矩、效率等数据的要求。仿真中分析了电机的主要特性,包括同步发电机的磁场、反电动势、空载转矩、空载电动势、谐波、负载转矩、启动转速和效率等运行情况。最后,通过实验完成对非对称转子同步发电机的... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
        1.1.1 同步电机概论
        1.1.2 研究的目的和意义
    1.2 课题研究现状
        1.2.1 同步电机特点及分类
        1.2.2 非对称转子结构发展现状
        1.2.3 同步电机的维护
    1.3 本文主要内容
2 非对称转子同步发电机的运行原理及优化设计
    2.1 同步发电机设计分析
        2.1.1 定子设计
        2.1.2 转子设计
        2.1.3 损失和效率估算
        2.1.4 同步发电机的仿真优化方法
    2.2 同步发电机转子优化
        2.2.1 转子结构优化设计
        2.2.2 二次优化设计
    2.3 本章小结
3 非对称转子同步发电机的有限元分析
    3.1 Magnet软件
    3.2 非对称转子同步发电机的建模与仿真
        3.2.1 非对称转子同步电机模型
        3.2.2 空载磁场分析
        3.2.3 满载
    3.3 同步发电机非对称转子运行特性仿真(正反转)
        3.3.1 空载运行
        3.3.2 满载运行
    3.4 本章小结
4 非对称转子同步电机的实验分析
    4.1 实验平台搭建
    4.2 实验仪器
    4.3 同步发电机实验
        4.3.1 同步发电机空载实验
        4.3.2 稳态短路特性测试
        4.3.3 空载谐波畸变率
        4.3.4 外特性与调整特性测量
        4.3.5 效率测定
        4.3.6 低转差率实验
        4.3.7 两相稳态短路实验和两相中性点稳态短路实验
    4.4 非对称转子同步发电机运行特性研究(正反转)
        4.4.1 空载特性试验
        4.4.2 三相稳态短路试验
        4.4.3 空载谐波实验
        4.4.4 效率与损耗
        4.4.5 阻性负载试验
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FEMM的电励磁同步风力发电机的建模与分析[J]. 顾赛婷,薛士龙,谢卫,Luc MOREAU.  上海大中型电机. 2017(01)
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[3]新型混合励磁电机技术研究与进展[J]. 张卓然,耿伟伟,戴冀,仲丽丽,王文佳.  南京航空航天大学学报. 2014(01)
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博士论文
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硕士论文
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[2]基于ANSOFT永磁同步电机电磁设计及性能研究[D]. 邱岳.大连理工大学 2015
[3]非对称转子结构开关磁阻电机及其转矩脉动抑制的研究[D]. 孙青杰.哈尔滨工业大学 2015
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[5]变频交流起动/发电机无位置传感器起动控制技术研究[D]. 韩楚.南京航空航天大学 2012
[6]同步电机无刷励磁旋转变换器设计与研究[D]. 孙登亚.南京航空航天大学 2006



本文编号：3309747