论文摘要
能量变换器是一种新兴的发电装置,可以直接与电网相连。它打破了一个世纪以来电厂的传统模式,将常规电厂中的发电机、冲击电压保护器、发电机侧开关、母线和升压变压器全部由一台能量变换器来代替。能量变换器作为一种新型能量转换装置,其定子结构与传统电机有本质的不同,与传统电机相比,能量变换器有低造价、高效率、低维护费用的优点,这将使得它在未来将有广阔的发展前景。同步电机的突然短路,是电力系统中最严重的故障。虽然短路过程所经历的时间是极短的,但电枢短路电流和转子电流的计算,却具有非常重要的意义。短路电流的计算经历了从解析法到数值法的转变,数值分析法能较准确地计算出故障电流的大小。本文首先对能量变换器的原理、特点及应用前景进行了较为详尽的阐述,并根据样机的实际结构建立了考虑阻尼绕组时的数学模型和有限元实体模型,借助于ANSYS有限元软件对能量变换器样机短路情况的相关参数进行了分析计算。然后,本文分别用解析法和数值法对普通同步发电机的各种外部短路情况进行了分析验证,并用此方法对能量变换器样机的相应故障情况(三相短路、相间短路、单相接地短路、两相接地短路)进行了研究,得到了定转子电流及电磁转矩的变化规律。最后,对解析法和数值法得到的结果进行了对比分析,得出了一些有用的结论。
论文目录
摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 课题背景及研究意义1.1.1 研究能量变换器的目的和意义1.1.2 本课题研究的背景、目的和意义1.2 能量变换器产生的背景1.3 能量变换器的设计特点1.3.1 定子电缆1.3.2 定子铁心1.3.3 导体温度1.3.4 电缆的机械固定1.3.5 冷却系统1.4 能量变换器的应用现状及发展展望1.4.1 应用现状1.4.2 发展方向1.5 本文研究的主要内容第2章 能量变换器主要参数的确定2.1 有限元法及ANSYS 软件简介2.2 基于ANSYS 的能量变换器实体模型的建立2.3 能量变换器数学模型及边界条件2.4 ANSYS 二维有限元计算的实现2.4.1 求解单元的选取2.4.2 源电流密度定义2.4.3 材料特性定义2.4.4 加边界条件和载荷2.5 能量变换器二维电磁参数的求解2.5.1 直、交轴阻尼绕组自电抗的求解2.5.2 直、交轴阻尼绕组电阻的求解2.6 本章小结第3章 能量变换器与普通发电机三相突然短路的对比研究3.1 引言3.2 普通发电机突然三相短路解析算法的研究3.2.1 三相短路解析算法的理论基础3.2.2 解析算法的实例计算及结果3.3 普通发电机突然三相短路计算机算法的研究3.3.1 dq0 座标下的磁链方程和电压方程3.3.2 dq0 坐标下的状态方程3.3.3 仿真算法的程序实现3.3.4 仿真实例及其结果3.4 能量变换器突然三相短路解析算法的研究3.5 能量变换器突然三相短路时计算机算法的研究3.6 本章小结第4章 能量变换器与普通发电机相间短路的对比研究4.1 引言4.2 不对称短路的物理过程4.3 普通发电机突然相间短路解析算法的研究4.3.1 运用克拉克分量表示的磁链、电压和状态空间方程4.3.2 相间短路解析算法的理论基础4.3.3 解析算法的实例计算及其结果4.4 普通发电机突然相间短路计算机算法的研究4.4.1 仿真算法的程序实现4.4.2 仿真实例及其结果4.5 能量变换器突然相间短路解析算法的研究4.6 能量变换器突然相间短路计算机算法的研究4.7 本章小结第5章 能量变换器与普通发电机单相接地短路的对比研究5.1 引言5.2 普通发电机突然单相接地短路解析算法的研究5.2.1 单相接地短路解析算法的理论基础5.2.2 解析算法的实例计算及其结果5.3 普通发电机突然单相接地短路计算机算法的研究5.3.1 仿真算法的程序实现5.3.2 仿真实例及结果5.4 能量变换器突然单相接地短路解析算法的研究5.5 能量变换器突然单相接地短路计算机算法的研究5.6 本章小结第6章 能量变换器与普通发电机两相接地短路的对比研究6.1 引言6.2 普通发电机突然两相接地短路解析算法的研究6.2.1 两相接地短路解析算法的理论基础6.2.2 解析算法的实例及结果6.3 普通发电机突然两相接地短路计算机算法的研究6.3.1 仿真算法的程序实现6.3.2 仿真实例及其结果6.4 能量变换器突然两相接地短路解析算法的研究6.5 能量变换器突然两相接地短路计算机算法的研究6.6 本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的学术论文致谢
相关论文文献
标签：能量变换器论文; 故障分析论文; 解析法论文; 数值法论文;
