能量变换器自同步并列和非同期并列的研究

论文摘要

能量变换器(Powerformer)是一种新型的高压发电机。它的定子绕组采用了XLPE高压电缆,这种设计使能量变换器能够输出高电压,从而不需要升压变压器便可直接和输配电网相连。目前,国内对于能量变换器的运行经验是空白的。国外虽已有能量变换器投入试运行,取得了一定的运行经验,但对其进一步的理论研究较少。为保证能量变换器能够安全、稳定的投入运行,需要充分做好相关理论的研究工作。在投入系统运行时,首先应考虑到并网的问题,包括并网的方式及并网过程中会出现的问题等。自同步并列和非同期并列便是分别属于上述两个方面的内容。本文首先针对能量变换器的自同步并列进行了研究。分析了自同步并列的物理过程,通过适当的假设,运用解析法推导了自同步并列时的定、转子电流及电磁转矩的数学表达式。并运用此方法对能量变换器自同步并列时的暂态电流和电磁转矩进行了计算。针对能量变换器的非同期并列,本文运用了叠加原理,将复杂的非同期并列分解为相对简单的运行方式进行分析。通过数学推导,获得了非同期并列时的定、转子电流及电磁转矩的数学表达式,并运用此方法对能量变换器非同期并列时的暂态电流和电磁转矩进行了计算。最后,本文给出了自同步并列和非同期并列的数值解法,即通过状态方程分别对自同步并列和非同期并列进行计算。并重点讨论了非同期并列时电流和转矩随相位差变化的规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景
• 1.1.1 背景
• 1.1.2 本课题的研究意义
• 1.2 并网问题的研究现状
• 1.3 课题来源及主要内容
• 第2章 能量变换器自同步并列解析计算
• 2.1 引言
• 2.2 能量变换器自同步并列的物理过程分析
• 2.3 投入励磁前定、转子绕组电流的计算
• 2.3.1 自同步投入励磁前定子绕组电流的计算
• 2.3.2 自同步投入励磁前转子绕组电流的计算
• 2.4 投入励磁后定、转子绕组电流的计算
• 2.4.1 自同步投入励磁后定、转子绕组电流的计算
• 2.4.2 能量变换器自同步投入励磁后各绕组电流的计算
• 2.5 自同步时电磁转矩的计算
• 2.5.1 自同步投入励磁前的电磁转矩
• 2.5.2 自同步投入励磁后的电磁转矩
• 2.6 本章小结
• 第3章 能量变换器非同期并列的解析计算
• 3.1 引言
• 3.2 能量变换器异步空载三相短路的解析计算
• 3.2.1 异步三相短路时定、转子绕组电流的计算
• 3.2.2 异步三相短路时电磁转矩的计算
• 3.3 能量变换器非同期并列的解析计算
• 3.4 本章小结
• 第4章 自同步并列和非同期并列的数值计算
• 4.1 自同步并列和非同期并列的数值解法
• 4.2 能量变换器自同步并列的数值计算
• 4.3 能量变换器非同期并列的数值计算
• 4.3.1 电压不相同的非同期并列
• 4.3.2 频率不相同的非同期并列
• 4.3.3 相位不相同的非同期并列
• 4.4 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