同步發(fā)電機電磁性能分析計算.pdf

1、三相同步發(fā)電機是電力系統(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、既能發(fā)出有功又能發(fā)出無功等優(yōu)點。本文為同步發(fā)電機多種電磁設(shè)計方案的比較分析與優(yōu)化設(shè)計提供理論基礎(chǔ)，采用有限元法對電機的部分參數(shù)和性能指標(biāo)進行了分析計算，取得了較為理想的結(jié)果。相對于傳統(tǒng)的解析計算公式或磁路法，有限元法基于電機的幾何結(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，計算結(jié)果更加準(zhǔn)確。
　　 在靜態(tài)場下，依據(jù)氣隙磁密與感應(yīng)電勢之

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

3、勵磁繞組中串入恒定電壓源來實現(xiàn)繞組電流的突變。為考慮定、轉(zhuǎn)子間相對運動引起的齒諧波磁導(dǎo)變化，即電機鐵心開槽對轉(zhuǎn)子損耗的影響，采用暫態(tài)場計算轉(zhuǎn)子鐵心渦流損耗。通過氣隙節(jié)點的耦合模擬轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，改變時間步長控制電機轉(zhuǎn)速，每進行一步暫態(tài)運算都計算一次損耗，最后繪出轉(zhuǎn)子損耗隨時間變化的曲線，求取一段時間內(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同步電機槽漏抗、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