多相整流感应发电机系统的研究.doc

"多相整流感应发电机系统的研究" 多相整流感应发电机系统是近年来电机领域中的一种新的研究方向，该系统具有高功率密度、运行可靠、供电品质优良等优点。该系统的研究是基于传统感应发电机的缺点，如功率因数低、效率不高和电压调节不灵活等。为解决这些问题，本文提出了带有静止励磁调节器（SAVR）的双绕组感应发电机（DSWIG），该新型电机是一种具有高功率密度、运行可靠、供电品质优良的新型直流电源。 本文的研究主要围绕双绕组感应发电机系统进行，建立了该类发电机电磁设计与运行性能分析的理论体系，取得了以下成果： （1）双绕组感应发电机系统的数学模型 本文基于理想电机假设，建立了双绕组感应发电机在a-b-c坐标系下的数学模型，应用Park变换，得到了双绕组感应发电机在d-q坐标系下的解耦模型和描述发电机运行状态的最小参数集合，建立了该类电机参数与普通三相电机参数的联系，为引用普通三相电机的理论和方法来分析该类电机奠定了基础，该方法适用于一般M/3相双绕组感应电机系统的建模。 （2）双绕组感应发电机系统的空载特性分析 本文建立空载电压是感应发电机独立运行的首要条件，虽然三相感应发电机空载自励的分析方法较为成熟，但这些方法并不能直接用于多相电机的自励分析。论文以12/3相双绕组感应发电机为例，通过参数折算得到了十二相功率绕组的等效电路，在此基础上提出了多相整流感应发电机空载自激建压的计算方法，试验结果与计算结果的一致验证了该方法的有效性。 （3）双绕组感应发电机系统的二维场路耦合仿真分析 本文为适应高速运行的大功率等级的双绕组感应发电机，需要采用在高强度合金钢上嵌入鼠笼导条的复合结构转子，以提高机械强度并兼顾电气性能。该种结构给电磁设计带来了极大的困难。为避免复杂的电机参数计算特别是实心鼠笼转子参数的计算，论文建立了双绕组感应发电机的二维瞬态非线性场路耦合模型，采用二维瞬态场和外接电路分析交替迭代的计算方式，利用关联矩阵表示功率绕组外接电路的连接关系，通过适当的计算模型，解决了该种复杂结构的电磁设计问题。 本文的研究成果为多相整流感应发电机系统的研究奠定了基础，为该领域的进一步研究和应用提供了重要的科学依据和技术支持。