无刷同步机特性性能检测与分析

论文摘要

同步电机由于具有功率因数高、运行效率高的优点,在工业领域得到广泛的应用。尤其是近年来水利、冶金、化工等行业的迅速发展,使得同步电机的市场需求很大。励磁系统是同步电机正常工作的核心部件。基于国内同步电机的励磁发展现状,本文介绍一种无刷同步机智能全数字励磁系统的设计,介绍了同步电机的基本概念,分析了同步电机的励磁原理。介绍了同步电机的亚同步顺极性投励、灭磁原理和灭磁方法、频率检测、三种励磁模式等内容;重点分析了同步机旋转整流子的各种故障的详细情况以及当出现相应的故障时直流侧出现的谐波分量,为了达到能在定子交流侧方便的检测旋转整流子的故障,本文还分析了整流子侧通交流脉动电时与定子侧感应出的电动势之间的关系,用具体的实例分析了这一过程。本文分七章,前四章介绍了同步机的相关问题,在第四章中还具体分析了旋转整流子的故障情况,第五章分析了同步发电机的相关情况,并且加以实例说明。后三章中介绍了该系统的软硬件实现情况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 同步电机励磁系统及其发展
• 1.3 本课题的意义和需要解决的主要问题
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 同步电机概述
• 2.1 同步电机的结构和额定数据
• 2.2 同步电机的工作原理
• 2.3 同步电机的特点
• 2.4 同步电机的用途
• 2.5 同步电机的启动方法
• 2.6 异步启动概述
• 2.6.1 异步启动过程
• 2.6.2 牵入同步过程
• 2.7 异步启动中的几个问题
• 2.7.1 灭磁
• 2.7.2 顺极性投励
• 2.8 同步电机的变频调速原理
• 第三章 同步电机励磁系统
• 3.1 励磁系统概述
• 3.2 励磁方式
• 3.3 三种励磁模式
• 3.4 各励磁模式的特点及适用范围
• 3.5 同步电机无刷励磁系统的结构
• 3.6 无刷励磁的工作原理及特点
• 第四章 无刷同步机的模型
• 4.1 无刷励磁系统的组成
• 4.2 理想同步电机假设
• 4.3 无刷同步机的旋转整流器
• 4.3.1 旋转整流器的数学模型
• 4.3.2 旋转整流器波形分析
• 4.3.3 正常运行时电枢电流谐波分析
• 4.3.4 旋转整流电路故障时电枢电流谐波分析
• 4.3.5 旋转整流电路短路时电枢电流谐波分析
• 4.4 小结
• 第五章 无刷同步发电机模型及仿真
• 5.1 概述
• 5.2 无刷同步机发电机模型的建立
• 5.2.1 三绕组模型电机的基本方程
• 5.2.2 电机静止单相交流励磁的特性分析
• 5.2.3 电机转动时单相交流励磁的特性分析
• 5.3 频率分析
• 5.3.1 电压频率分析
• 5.3.2 电流频率分析
• 5.4 实例分析
• 5.4.1 整流桥中单臂短路故障分析
• 5.4.2 整流桥中单臂断路故障分析
• 第六章 系统硬件原理图
• 6.1 PLC 的介绍
• 6.2 电气原理图
• 6.3 谐波处理单元
• 6.3.1 故障诊断原理
• 6.3.2 硬件系统设计示意图
• 6.3.3 软件设计结构示意图
• 6.3.4 小结
• 6.4 系统软件实现
• 6.4.1 励磁系统的PLC 程序设计流程
• 6.4.2 PLC 的工作原理
• 第七章 结束语
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 参考文献