批準號 |
50807027 |
項目名稱 |
同步發(fā)電機勵磁繞組匝間短路計算及保護的研究 |
項目類別 |
青年科學基金項目 |
申請代碼 |
E0703 |
項目負責人 |
孫宇光 |
負責人職稱 |
副研究員 |
依托單位 |
清華大學 |
研究期限 |
2009-01-01 至 2011-12-31 |
支持經(jīng)費 |
22(萬元) |
勵磁繞組匝間短路會造成發(fā)電機勵磁電流增大、輸出無功減小、轉子振動加劇等不良影響,若不及早處理可能會發(fā)展為更嚴重的惡性事故,對電機及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生巨大威脅。近年來國內(nèi)外研究主要通過實驗和現(xiàn)場檢測以及一些簡單的定性分析,不能準確計算故障引起的定子電流和勵磁電流,現(xiàn)有的轉子匝間短路保護也很不完善。本項目將為多支路同步發(fā)電機建立擴充的多回路數(shù)學模型,準確計算與發(fā)生故障的勵磁繞組有關的電感系數(shù),借助計算機數(shù)值算法,實現(xiàn)對勵磁繞組匝間短路故障整個過渡過程的暫態(tài)數(shù)字仿真以及快速方便的穩(wěn)態(tài)仿真,并通過實驗驗證數(shù)學模型和計算方法的正確性。通過對不同極數(shù)、不同定子繞組結構的多臺發(fā)電機(包括汽輪發(fā)電機和水輪發(fā)電機)進行不同匝數(shù)的勵磁繞組匝間短路計算,總結并分析故障特征,在此基礎上研究同步發(fā)電機轉子匝間短路的保護新原理,結合具體的發(fā)電機提出保護方案的定量化設計及定值整定方法,提高發(fā)電機運行的安全性。 2100433B
電機勵磁繞組作用:1、對于繞線式交流電動機和直流電動機來說,一般定子線圈就是勵磁線圈,轉子線圈就是電樞線圈;2、對于鼠籠交流電動機一般只有定子線圈即勵磁線圈,轉子是由鋁條或銅條組成的,不算線圈,也不需...
負載運行的凸極同步發(fā)電機,勵磁繞組突然斷線,則電磁功率為零 錯誤 為什么???、
勵磁為0,只是永磁功率為0,對凸機電機來說,還有磁阻功率也叫附加功率
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評分: 4.7
分析了同步發(fā)電機交流勵磁系統(tǒng)中存在的缺點,提出應用斬波技術對其進行改造和優(yōu)化。分析了斬波電路原理及模型,根據(jù)同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)數(shù)學模型,設計出相應的調(diào)節(jié)器,組建了閉環(huán)自動控制系統(tǒng),運行結果證明了該方案的可行性,為勵磁改造和優(yōu)化提供了一定的理論指導。
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評分: 4.7
同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)主要有直流勵磁機勵磁系統(tǒng)和半導體勵磁系統(tǒng)兩種。勵磁系統(tǒng)是否可靠直接影響發(fā)電機的安全運行和電網(wǎng)的穩(wěn)定,而根據(jù)實際情況選擇正確的勵磁系統(tǒng)是其可靠和穩(wěn)定的前提。
變壓器勵磁繞組是增壓變壓器中向串的繞組。
變壓器勵磁繞組
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勵磁繞組(也叫激磁繞組)是可以產(chǎn)生磁場的線圈繞組。一般在電動機和發(fā)電機內(nèi),有串勵和并勵之分。發(fā)電機內(nèi)用勵磁繞組,可以替代永磁體,可以產(chǎn)生永磁體無法產(chǎn)生的強大的磁通密度,且可以方便調(diào)節(jié),從而可以實現(xiàn)大功率發(fā)電。
在電機的定,轉子繞組中,將空載時產(chǎn)生氣隙磁場的繞稱為勵磁繞組(或激磁繞組);將另一產(chǎn)生功率轉換(吸收或出有功功率)的繞組稱為電樞繞組??梢?,發(fā)電機的勵磁組就是轉子繞組,而定子繞組則是電樞繞組。異步電動機的勵繞組是定子繞組,而基本處于短路狀態(tài)下的轉子繞組則是電樞組。
勵磁繞組有單波繞組和復波繞組。單波繞組的特點是將同極性下的所有線圈按一定規(guī)律全部串聯(lián)起來,形成一條并聯(lián)支路。所以整個電樞繞組只有兩條并聯(lián)支路。波繞組線圈的換向器節(jié)距式中P為磁極對數(shù);k為換向片數(shù);a為使Ys等于整數(shù)的正整數(shù),它等于波繞組的并聯(lián)支路對數(shù)。單波繞組的a=1,而a=2的復波繞組稱雙波繞組,它可以看成是由兩個單波繞組并聯(lián)而成的復波繞組,故有4條并聯(lián)支路;a》2者可類推,但用得很少。波繞組從并聯(lián)電路連接原理上說,只需兩組電刷,即一組正電刷和一組負電刷。
電動機的勵磁繞組
電動機是利用導線切割磁力線感應出電勢的電磁感應原理,將原動機的機械能變?yōu)殡娔茌敵?。同步發(fā)電機由定子和轉子兩部分組成。定子是發(fā)出電力的電樞,轉子是磁極。定子由電樞鐵芯,均勻排放的三相繞組及機座和端蓋等組成。轉子通常為隱極式,由勵磁繞組、鐵芯和軸、護環(huán)、中心環(huán)等組成。汽輪發(fā)電機的極數(shù)多為兩極的,也有四極的。轉子的勵磁繞組通入直流電流,產(chǎn)生接近于正弦分布磁場(稱為轉子磁場),其有效勵磁磁通與靜止的電樞繞組相交鏈。轉子旋轉時,轉子磁場隨同一起旋轉、每轉一周,磁力線順序切割定子的每相繞組,在三相定子繞組內(nèi)感應出三相交流電勢。發(fā)電機帶對稱負載運行時,三相電樞電流合成產(chǎn)生一個同步轉速的旋轉磁場。定子磁場和轉子磁場相互作用,會產(chǎn)生制動轉矩。從汽輪機輸入的機械轉矩克服制動轉矩而作功。發(fā)電機可發(fā)出有功功率和無功功率。所以,調(diào)整有功功率就得調(diào)節(jié)汽機的進汽量。轉子磁場的強弱直接影響定子繞組的電壓,所以,調(diào)發(fā)電機端電壓或調(diào)發(fā)電機的無功功率必須調(diào)節(jié)轉子電流。發(fā)電機的有功功率和無功功率幾何相加之和稱為視在功率。有功功率和視在功率之比稱為發(fā)電機的功率因數(shù)(力率),發(fā)電機的額定功率因數(shù)一般為0.85。
直流電機中的勵磁繞組跟電樞繞組的作用分別是什么?
電動機的作用是將電能轉換為機械能。電動機分為交流電動機和直流電動機兩大類。
(一) 交流電動機及其控制
交流電動機分為異步電動機和同步電動機兩類。異步電動機按照定子相數(shù)的不同分為單項異步電動機、兩相異步電動機和三相異步電動機。三相異步電動機結構簡單,運行可靠,成本低廉等優(yōu)點,廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。
1. 三相異步電動機的基本結構
三相異步電動機的構造也分為兩部分定子與轉子。
(1)定子
定子是電動機固定部分作用是用來產(chǎn)生旋轉磁場。它主要由定子鐵心、定子繞組和機座組成。
(2)轉子
轉子是重點掌握的部分轉子有兩種鼠籠式與繞線式。掌握他們各自的特點與區(qū)別。鼠籠式用于中小功率100k以下的電動機,他的結構簡單,工作可靠,使用維護方便。繞線式可以改善啟動性能和調(diào)節(jié)轉速,定子與轉子之間的氣隙大小,會影響電動機的性能,一般氣隙厚度為0.2-1.5mm之間。
掌握定子繞組的接線方法。
2. 三相異步電動機的工作原理
掌握公式n1=60f/P、S=(n1-n)/n1、n=(1-S)60f/P,同時明白它們的意義(很重要),要能夠靈活運用這些公式進行計算。同時記?。和ǔk妱訖C在額定負載下的轉差率SN約為0.01-0.06。
3. 三相異步電動機銘牌上的數(shù)據(jù)
(1)型號:掌握書上的例子。
(2)額定值:一般了解掌握額定頻率和額定轉速我國的頻率為50赫茲。
(3)連接方法:有Y型和角型。
(4)絕緣等級和溫升:掌握允許溫升的定義。
(5)工作方式:一般了解。
4. 三相異步電動機的機械特性
掌握額定轉矩、最大轉矩與啟動轉矩的關系。書上的公式要掌握并能靈活運用進行計算。同時記住以下內(nèi)容
1,在等速轉動時電動機的轉矩必須和阻轉矩相平衡。
2,當負載轉矩增大時最初瞬間電動機的轉矩T3一般三相異步電動機的過載系數(shù)是1.8-2.2 。
4,電動機剛啟動時n=0,s=1.
5,三相異步電動機的起動
(1) 直接起動
啟動時轉差率為1轉子中感應電動勢很大轉子電流也很大。當電動機在額定電壓下啟動時稱為直接啟動直接啟動的電流約為額定電流的5-7倍。一般來說額定功率為7.5kw以下的小容量異步電動機可直接起動。
直接起動控制線路所用電器包括組合開關、按鈕、交流接觸器中間繼電器、熱繼電器及熔斷器。掌握它們各自的特點同時掌握熔斷器熔絲額定電流的計算。
直接起動控制電路掌握其控制原理。
(2)鼠籠式異步電動機的降壓起動。
掌握星型-角型起動和自耦變壓器降壓起動的工作原理
(3)繞線式三相異步電動機的起動
6. 三相異步電動機的正反轉控制7. 三相異步電動機的調(diào)速
該部分較重要,要對公式理解。改變電動機的轉速有三種可能,即改變頻率、改變繞組的磁極對數(shù)或改變轉差率。
8. 同步電動機
(1)同步電動機的構造要與異步電動機進行對比區(qū)分。
(2)同步電動機的工作原理
了解同步電動機的轉速是恒定的不隨負載而變化。同步電動機的轉速是不能調(diào)節(jié)的。來源:電子發(fā)燒友
中文名稱:[變壓器]勵磁繞組;英文名稱: