同步發(fā)電機(jī)電磁性能分析計(jì)算.pdf

1、三相同步發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中最常見的發(fā)電設(shè)備，具有供電品質(zhì)好、帶負(fù)載能力強(qiáng)、既能發(fā)出有功又能發(fā)出無功等優(yōu)點(diǎn)。本文為同步發(fā)電機(jī)多種電磁設(shè)計(jì)方案的比較分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)，采用有限元法對(duì)電機(jī)的部分參數(shù)和性能指標(biāo)進(jìn)行了分析計(jì)算，取得了較為理想的結(jié)果。相對(duì)于傳統(tǒng)的解析計(jì)算公式或磁路法，有限元法基于電機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)和材料特性，能較為準(zhǔn)確地考慮定、轉(zhuǎn)子鐵心飽和與齒槽效應(yīng)的影響，計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確。
　　 在靜態(tài)場(chǎng)下，依據(jù)氣隙磁密與感應(yīng)電勢(shì)之

2、間的物理關(guān)系，利用迭代算法求取了同步發(fā)電機(jī)不同運(yùn)行方式下勵(lì)磁電流。給轉(zhuǎn)子繞組加載試探電流，求出感應(yīng)電勢(shì)并與理論值對(duì)比，不斷修正勵(lì)磁電流直到滿足誤差要求即可求得實(shí)際工況下的勵(lì)磁電流大小。通過邊界條件的加載區(qū)分開主磁場(chǎng)和漏磁場(chǎng)，利用磁場(chǎng)能量法計(jì)算了定子、轉(zhuǎn)子槽漏抗并給出了三相繞組漏磁場(chǎng)能量與一相漏感之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。
　　 在暫態(tài)場(chǎng)下，利用場(chǎng)路耦合.時(shí)步有限元法分析了三相突然短路電流的大小與變化趨勢(shì)。在短路的瞬間，通過與外電路耦合，在

3、勵(lì)磁繞組中串入恒定電壓源來實(shí)現(xiàn)繞組電流的突變。為考慮定、轉(zhuǎn)子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的齒諧波磁導(dǎo)變化，即電機(jī)鐵心開槽對(duì)轉(zhuǎn)子損耗的影響，采用暫態(tài)場(chǎng)計(jì)算轉(zhuǎn)子鐵心渦流損耗。通過氣隙節(jié)點(diǎn)的耦合模擬轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，改變時(shí)間步長(zhǎng)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，每進(jìn)行一步暫態(tài)運(yùn)算都計(jì)算一次損耗，最后繪出轉(zhuǎn)子損耗隨時(shí)間變化的曲線，求取一段時(shí)間內(nèi)的平均損耗即是轉(zhuǎn)子鐵心渦流損耗。
　　 本文利用有限元法對(duì)同步電機(jī)槽漏抗、直軸交軸電樞反應(yīng)電抗不飽和值、瞬變電抗、超瞬變電抗等重要參數(shù)和