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数匝并联支路数绕组形式为双层短节距绕组节距定子绕组并绕支路数定子槽结构采用梨形等齿宽定子槽,定子槽齿宽齿距,定子槽开口宽度。
本文建立发电机的仿真模型分为两步进行。
首先,根据已知的参数在电机设计模块中建立初步的仿真模型,在此模块中可以完成发电机的额定电磁参数的设定以及定转子绕组结构参数设计。
在中建立的发电机的初步仿真模型如图所示。
图中发电机初步仿真仿真模型如图所示。
图中发电机初步仿真模型然后,将中的电机模型导入到电磁分析模块中自动进行边界条件激励源添加网格剖析求解器参数设定等工作,上述步骤完成之后,得到发电机的最终仿真模型。
利用函数将导入的定子电流信号进行分解重构,得到不同运行状态下的重构信号。
对重构信号采用快速傅里叶变换,得到不同运行状态下定子电流信号的频域分析结果。
经由以上步骤得到发电机正常场路耦合基础上永磁风力发电机匝间短路故障研究电磁学论文和发生定子绕组相匝间短路故障时的仿真结果,初步分析正常运行以及匝间短路时的各相定子电流峰谷值如表和表所示。
场路耦合基础上永磁风力发电机匝间短路故障研究电磁学论文。
永磁风力发电机仿真模型本文仿真用的永磁风力发电机基本参数额定频率额定功率额定电压额定转速极对数。
由以上的基本额定参数计算得到永磁风力发电机仿真模型的其他主要结构及电磁参数定子外径定子内径转子外测与仪表,张强,常喜强,郭小龙,等新型直驱永磁风力发电机电磁场数值分析电测与仪表,夏珩轶,唐跃林,杨华忠,等暂态过电压检测电力变压器绕组匝间短路故障电测与仪表,孙欣基于场路耦合的永磁风力发电机匝间短路故障分析微特电机,基金河南省自然科学基金河南省科技攻关项目郑州轻工业学院博士基金。
将中仿真模型的激励源设臵为外部激励源,则可以实现与机电仿真软件电流信号中的主要整数次谐波含量在不同运行状态时的变化做了分析,通过分析进步验证了次低频谐波作为永磁风力发电机匝间短路故障特征频率谐波的有效性。
参考文献刘振亚中国电力与能源北京中国电力出版社,苏绍禹,高红霞永磁发电机机理设计及应用北京机械工业出版社,孔汉,刘景林单相匝间短路对永磁电机损耗及温度分布的影响研究微特电机,张昌凡,罗利祥,何静,等匝间短路故障对永磁同步电机失磁影响的分析与研究表奇数次谐波幅值变化表表偶数次谐波幅值变化表由表表中的数据可知,不同运行状态时定子电流信号中的整数次谐波含量小,而且几乎不存在变化。
因此进步说明了定子电流次低频谐波作为永磁风力发电机匝间短路故障的故障特征谐波的有效性。
结语本文针对永磁风力发电机中常见的定子绕组匝间短路故障,使用场路耦合方法进行分析,建立了和的联合仿真模型,得到发电机正常运行和不同程度匝间短路故频域分析,得到了永磁同步发电机绕组发生匝间短路故障时的特征频率谐波,并对故障严重程度与特征频率谐波含量之间的关系作出分析。
故障严重程度与特征谐波含量的关系为研究匝间短路特征频率谐波含量与故障严重程度之间的关系,本文建立了正常运行以及故障程度分别为匝间短路的永磁风力发电机仿真模型。
使用上小节中的定子电流信号处理方法,得出不同运行状态下定子电流信号中匝间短路特征频率谐波幅值变化情况。
表为特征频率谐度的加剧,电机涡流损耗大幅增加,相电流不平衡情况变得严重。
文献则从匝间短路对永磁体失磁的角度对永磁电机匝间短路故障做了研究,得到了不同故障程度对永磁体失磁的影响,提取了不同匝间短路故障时的电机电流的波形图和气隙磁密的分布图。
文献通过拆分定子槽的方法建立了永磁电机早期匝间短路仿真模型,应用小波函数对电机相电流信号进行分解重构,得到了高频信号层信号的变化规律,并结合神经网络,得到了绕组匝间短量与故障严重程度之间的关系,本文建立了正常运行以及故障程度分别为匝间短路的永磁风力发电机仿真模型。
使用上小节中的定子电流信号处理方法,得出不同运行状态下定子电流信号中匝间短路特征频率谐波幅值变化情况。
表为特征频率谐波变化表。
表故障特征频率谐波幅值变化表通过表中的数据可以明显看出,随着永磁风力发电机匝间短路故障严重程度的加剧,匝间短路故障特征频率谐波幅值和基波电流幅值也随之增加,表明了故障严重程对永磁同步电机失磁影响的分析与研究包装工程,付朝阳,刘景林,张晓旭双余度永磁无刷直流电机匝间短路故障诊断电工技术学报,朱喜华,李颖晖,张敬,等基于的永磁同步电机早期匝间短路故障分析大电机技术,赵博,张洪亮在工程电磁场中的应用北京中国水利水电出版社,赵鲁基于场路耦合多物理域联合仿真北京中国水利水电出版社,茹扎洪,斯衣迪克江,张新燕,等风速突变工场路耦合基础上永磁风力发电机匝间短路故障研究电磁学论文变化表。
表故障特征频率谐波幅值变化表通过表中的数据可以明显看出,随着永磁风力发电机匝间短路故障严重程度的加剧,匝间短路故障特征频率谐波幅值和基波电流幅值也随之增加,表明了故障严重程度与故障特征频率谐波幅值之间的变化关系。
为进步说明次低频谐波作为永磁风力发电机匝间短路故障特征频率谐波的有效性,并结合图图的频域分析结果,永磁风力发电机在不同运行状态下定子电流信号中其他主要谐波幅值的变化情况如表表所构参数,再由这些参数在中的模块完成永磁同步发电机初步仿真模型的建立然后导入至的模块中,得到永磁同步发电机的仿真模型在机电仿真软件中建立永磁同步发电机的外电路,然后进行场路协同仿真,分别得到了发电机正常运行和绕组发生匝间短路故障时的定子电流波形将定子电流信号导入到中,运用小波包函数对信号进行分解重构,对重构信号进得到发电机正常运行和不同程度匝间短路故障时永磁风力发电机的定子电流信号。
利用小波包变换对正常和匝间短路故障时的定子电流信号进行分解重构,对得到的重构信号采用快速傅里叶变换,进行频域分析。
可得出以下结论通过对定子电流重构信号频域分析结果可知,定子电流信号中次低频谐波可以作为永磁风力发电机匝间短路故障的特征频率谐波。
对不同故障严重程度的定子电流信号的分析,表明了绕组匝间短路故障严重程度与故障特征频的诊断模型,通过故障样本验证了诊断模型的正确性。
文献,对永磁电机发生匝间短路时定子绕组电阻和定子漏感的数值变化做了计算研究,得到了定子绕组发生匝间短路的数学模型。
文献在中建立永磁无刷电机早期匝间短路仿真模型,通过对电机反电动势信号进行分析处理,得出了随着匝间短路故障严重程度的加剧,反电动势信号次谐波含量变低的结论。
本文首先根据给定的永磁同步发电机基础额定参数,计算得到其他电磁参数和结与故障特征频率谐波幅值之间的变化关系。
为进步说明次低频谐波作为永磁风力发电机匝间短路故障特征频率谐波的有效性,并结合图图的频域分析结果,永磁风力发电机在不同运行状态下定子电流信号中其他主要谐波幅值的变化情况如表表所示。
近年来,国内外诸多学者对永磁电机绕组发生匝间短路做了深入而有效的研究,取得了显而易见的成果。
文献通过有限元分析的方法对永磁电机的电磁场和温度场进行了计算,得到结论随着匝间短路严重下永磁风力发电机静态偏心磁场分析电测与仪表,张强,常喜强,郭小龙,等新型直驱永磁风力发电机电磁场数值分析电测与仪表,夏珩轶,唐跃林,杨华忠,等暂态过电压检测电力变压器绕组匝间短路故障电测与仪表,孙欣基于场路耦合的永磁风力发电机匝间短路故障分析微特电机,基金河南省自然科学基金河南省科技攻关项目郑州轻工业学院博士基金。
故障严重程度与特征谐波含量的关系为研究匝间短路特征频率谐波含率谐波之间的关系。
对永磁风力发电机定子电流信号中的主要整数次谐波含量在不同运行状态时的变化做了分析,通过分析进步验证了次低频谐波作为永磁风力发电机匝间短路故障特征频率谐波的有效性。
参考文献刘振亚中国电力与能源北京中国电力出版社,苏绍禹,高红霞永磁发电机机理设计及应用北京机械工业出版社,孔汉,刘景林单相匝间短路对永磁电机损耗及温度分布的影响研究微特电机,张昌凡,罗利祥,何静,等匝间短路故场路耦合基础上永磁风力发电机匝间短路故障研究电磁学论文力发电机匝间短路故障研究电磁学论文。
表奇数次谐波幅值变化表表偶数次谐波幅值变化表由表表中的数据可知,不同运行状态时定子电流信号中的整数次谐波含量小,而且几乎不存在变化。
因此进步说明了定子电流次低频谐波作为永磁风力发电机匝间短路故障的故障特征谐波的有效性。
结语本文针对永磁风力发电机中常见的定子绕组匝间短路故障,使用场路耦合方法进行分析,建立了和的联合仿真模型模型然后,将中的电机模型导入到电磁分析模块中自动进行边界条件激励源添加网格剖析求解器参数设定等工作,上述步骤完成之后,得到发电机的最终仿真模型。
将中仿真模型的激励源设臵为外部激励源,则可以实现与机电仿真软件的协同仿真,协同仿真模型如图所示。
图与协同仿真模型这种场路耦合的分析方法既可以准确地对发电机运行行和发生匝间短路故障时的定子电流重构信号,分别如图和图所示。
场路耦合基础上永磁风力发电机匝间短路故障研究电磁学论文。
永磁风力发电机仿真模型本文仿真用的永磁风力发电机基本参数额定频率额定功率额定电压额定转速极对数。
由以上的基本额定参数计算得到永磁风力发电机仿真模型的其他主要结构及电磁参数定子外径定子内径转子外径铁心长度定子槽数每相串联导体匝每槽铁心长度定子槽数每相串联导体匝每槽导体数匝并联支路数绕组形式为双层短节距绕组节距定子绕组并绕支路数定子槽结构采用梨形等齿宽定子槽,定子槽齿宽齿距,定子槽开口宽度。
本文建立发电机的仿真模型分为两步进行。
首先,根据已知的参数在电机设计模
