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維修技術(shù)
帶整流負載異步發(fā)電機技術(shù)研究
內容簡(jiǎn)介:本文介紹了異步發(fā)電機帶線(xiàn)性負載穩態(tài)和暫態(tài)的研究方法,同時(shí)也討論了異步發(fā)電機帶整流負載外特性研究方法。最后,對于異步發(fā)電機帶整流負載諧波進(jìn)行相關(guān)分析。
一、異步發(fā)電機帶線(xiàn)性負載穩態(tài)研究方法
異步發(fā)電機的穩態(tài)研究主要是利用異步發(fā)電的一相等值電路,然后針對等值電路利用回路阻抗法或者節點(diǎn)導納法列寫(xiě)電路方程,通過(guò)求解方程獲得異步發(fā)電機的各種待求參數。

異步發(fā)電機圖
各量均折算到定子側,并將實(shí)際參數折算到額定頻率下的標么值。其中f1為實(shí)際頻率與額定頻率(50Hz)之比,n為實(shí)際轉速與額定轉速之比,發(fā)電機通常帶電阻、電感靜態(tài)負載或者帶電動(dòng)機等動(dòng)態(tài)負載,圖1為直接帶電阻負載電路,由電路可以得出兩種主要的分析方法:①回路阻抗法 ;②點(diǎn)導納法。異步發(fā)電機穩態(tài)運行時(shí),公式①、②中回路電流I1和機端電壓U1不能為零,那么只有使得回路阻抗或者節點(diǎn)導納為零。無(wú)論是回路導納方程零還是節點(diǎn)導納方程為零,經(jīng)過(guò)化簡(jiǎn)后都是一個(gè)含有實(shí)部和虛部的復數方程,這里取實(shí)部和虛部分別為零,得到一個(gè)以激磁電抗Xm,定子電流頻率f1為變量的高階非線(xiàn)性方程組。于方程次數高達七階,采用一般的微分降階方法無(wú)法求取合理的方程解,常用的求解方法有“Newton-Raphson”法和優(yōu)化計算方法。“Newton-Raphson”法雖然具有較高的精度與較快收斂速度,但求解過(guò)程受初值選擇限制,可以選擇優(yōu)化算法作為分析方法,優(yōu)化算法具有收斂速度快,計算精度高等優(yōu)點(diǎn),非常適合求解高次方程。
二、異步發(fā)電機帶線(xiàn)性負載暫態(tài)研究方法
異步發(fā)電機暫態(tài)研究主要為了確定異步發(fā)電機建壓過(guò)程中電容值大小選取或電機參數及負載變化時(shí)電路中的電壓和電流變化情況,為了解異步發(fā)電機暫態(tài)過(guò)程中各物理量變化情況并為電機的設計提供理論基礎,相關(guān)的研究方法經(jīng)常采用特征值分析法。特征值主要是用來(lái)分析異步發(fā)電機在小擾動(dòng)下的電機建壓的臨界問(wèn)題,也可以用來(lái)確定最小建壓激磁電容值,在電機模型的線(xiàn)性化過(guò)程之后,基于模型的穩定性的參考坐標系,系統方程式可以用矩陣的形式表現如下:③px=Ax+Bu。當特征根中的任何一個(gè)的實(shí)部大于零時(shí),異步發(fā)電機將會(huì )自激建壓,在異步發(fā)電機空載建壓的狀態(tài)矩陣A中,在保證電機參數不變的情況下,只有一個(gè)變量,即自激電容C,它可以人為的確定,它影響了系統特征根的分布,在異步發(fā)電機存在剩磁的條件下,只有激磁電容滿(mǎn)足一定的數值時(shí),才能使系統的特征根中有一個(gè)實(shí)部為正的,異步發(fā)電機能夠自激建壓。這里選取的坐標系是定子靜止坐標系,由文獻[14]可知在此坐標系下,異步發(fā)電機定子上的電量是隨時(shí)間變化的正弦量,因此在異步發(fā)電機建壓穩定后,應該能夠維持正弦變化的電壓,也就是系統處于等幅震蕩狀態(tài),這時(shí)系統應存在實(shí)部為零的特征根,而不能存在實(shí)部大于零的特征根,否則系統將難以穩定。另外,還可以利用PARK變換轉換為d-q軸等效電路進(jìn)行相關(guān)求解。
三、異步發(fā)電機帶整流負載外特性研究方法
異步發(fā)電機帶非線(xiàn)性負載外特性分析主要用來(lái)研究異步發(fā)電機帶整流負載后整流橋直流側交流側電壓電流的變化情況,交流側的研究也包含了電機木身內部參數的變化對直一交側的影響,通常為了穩定直流側的電壓,需要改變交流側的激磁電容或者電機轉速,由于帶整流橋后整個(gè)電路的運行要受非線(xiàn)性整流橋導通關(guān)斷的約束,無(wú)法直接得到整個(gè)電路系統的穩態(tài)等值電路,目前國內外的研究主要包含異步帶可控整流系統和不可控整流系統的分析研究,其研究方法主要有以下幾種:①電路分析法,電路分析法是分析異步發(fā)電機及整流系統的主要方法。②回路電流法,基于電路拓撲理論的回路電流法是一種分析異步發(fā)電機帶較為復雜負載電路的有效方法,具體的思路是首先選擇所有的獨立回路并給出回路的正方向,根據回路與支路是否關(guān)聯(lián)以及相互間的正方向是否一致寫(xiě)出基本回路矩陣,然后將每個(gè)回路中所包含的支路電感、電容、電阻元件分別根據自身電壓通過(guò)其電流大小利用向后Euler法數值公式處理為微分方程式,進(jìn)而得到用于暫態(tài)分析的電阻、電感、電容元件的瞬時(shí)等值電路,從而得到了元件上電壓和電流的任意時(shí)刻關(guān)系方程,使得元件具有時(shí)變性,最后利用基爾霍夫電壓定律列寫(xiě)每個(gè)回路方程,利用MATLAB語(yǔ)言對回路矩陣方程電流求解,得到支路瞬時(shí)電流和支路瞬時(shí)電壓。③場(chǎng)路禍合法,其是一種直接把電磁場(chǎng)方程與電路方程聯(lián)立求解的分析方法,電路分析法中磁鏈一般寫(xiě)成電感與電流相乘的形式,用電路中的電感參數反映電機的電磁關(guān)系場(chǎng)路藕合分析法中的磁鏈直接用磁通密度或者向量磁位等場(chǎng)量表示,而這些場(chǎng)量常常通過(guò)離散電磁場(chǎng)方程并用有限元法獲取。④利用工具軟件仿真法,工具軟件仿真法是一種方便簡(jiǎn)捷的分析方法,主要分為兩類(lèi)一類(lèi)是利用電路系統的數學(xué)模型建模仿真,這類(lèi)仿真一般借助Matlab中的Simulink。
四、異步發(fā)電機帶整流負載諧波分析
正弦電壓施加在線(xiàn)性無(wú)源元件電阻、電感和電容上,其電流和電壓分別為比例、積分和微分關(guān)系,仍為同頻率的正弦波。但當正弦波施加在非線(xiàn)性電路上時(shí),電流就會(huì )變?yōu)榉钦也ǎ钦也娐吩陔娐纷杩怪挟a(chǎn)生壓降,使電壓波形也變?yōu)榉钦也ā.惒桨l(fā)電機帶整流負載后,整個(gè)電路就會(huì )變?yōu)榉蔷(xiàn)性電路,異步發(fā)電機輸出的電壓電流將發(fā)生畸變,整流橋直流的電壓波形也將變?yōu)橹芷诿}波,其大小取一個(gè)周期內的平均值。
五、結語(yǔ)
本文介紹了異步發(fā)電機帶線(xiàn)性負載穩態(tài)和暫態(tài)的研究方法,同時(shí)也討論了異步發(fā)電機帶整流負載外特性研究方法。最后,對于異步發(fā)電機帶整流負載諧波進(jìn)行相關(guān)分析。通過(guò)本文分析,希望能夠對于帶整流負載的異步發(fā)電機有著(zhù)更為深刻的認識,從而使其得以更好應用。
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西瑪電機維修在生活中尤為重要。
  西瑪電機本身如果過(guò)載,欠壓過(guò)壓,都會(huì )引起電機繞組故障。這不僅會(huì )對影響電機的使用效率,也會(huì )對我們的人身安全造成一定的威脅。電機維修在這個(gè)時(shí)候就顯得尤為重要。
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微電機的核心介紹
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高效電機驅動(dòng)和控制解決方案
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