星接三相异步发电机带单相阻抗性负载稳态运行分析

论文摘要

本文对星接三相自激异步发电机带单相阻抗性负载稳态运行性能进行分析计算,着重说明阻抗性负载、转速、平衡电容值和自激建压电容值之间的不同组合对外特性的影响。分析过程中以对称分量法为基础表示正、负序各物理量间的关系并根据饱和程度不同分别处理正、负序等值电路中的激磁电抗。利用Thevenin定理求得自激式三相异步发电机单相稳态运行时的内阻抗,进而得出发电机单相稳态运行时的回路阻抗。令回路阻抗的实部与虚部分别为零,作为异步发电机稳态运行的条件。采用Hooke-Jeeves优化法编程求解并分析计算自激式异步发电机单相负载运行的外特性。该方法比用传统的Newton-Raphson法求解稳定性好且编程简单,具有一定的通用性。在给定自激电容、转速和负载的情况下,通过计算激磁电抗与输出频率,进而得到外特性。计算结果表明平衡电容值对端电压值影响大而自激建压电容值对端电压值影响小,并且表明了负载、转速、平衡电容值和自激建压电容值之间的不同组合对外特性的影响。计算值与实验值吻合验证了文中分析方法的准确性。自激式三相异步发电机输出电压波动大、带负载能力差,本文分析电压波动的原因,提出并联负载电容恒压方法和串联电容恒压方法,为后续研究提出课题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 本课题相关的研究内容
• 1.2.2 数值求解法
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第二章 自激三相异步发电机的发电原理及参数测定
• 2.1 概述
• 2.2 三相异步发电机的自励
• 2.3 三相异步发电机的发电原理
• 2.4 三相异步发电机的建压过程
• 2.5 三相异步发电机的发电条件
• 2.6 励磁电容的作用
• 2.7 小结
• 第三章 对称分量法对不对称三相系统的分析
• 3.1 概述
• 3.2 对称分量法的提出
• 3.3 用对称分量法分析不对称三相系统
• 3.4 小结
• 第四章 三相异步发电机单相负载运行的外特性分析
• 4.1 空载联接图
• 4.2 非对称稳态运行时各变量间的关系
• 4.3 正序和负序T型等值电路
• 4.4 单相稳态运行时电机内阻抗推导
• 4.5 回路阻抗所满足的关系
• 4.6 用MATLAB编写求解程序
• 4.7 其它各量的计算
• 4.7.1 优化方法求解过程
• 4.7.2 优化数学模型
• 4.8 Hooke-Jeeves优化方法
• 第五章 空载建立恒压时电容与转速的关系
• 5.1 概述
• 5.2 无功补偿稳压原理
• 5.3 异步发电机回路阻抗方程推导
• 5.4 优化法计算空载下保持恒定端电压的转速和电容值关系
• 5.5 计算结果与实验结果
• 5.6 结论
• 第六章 三相异步发电机空载建压及单相负载的外特性分析
• 6.1 概述
• 6.2 空载时自激建压电容平衡电容对空载电压的影响
• 6.2.1 平衡电容恒定空载电压与自激建压电容的关系
• 6.2.2 自激建压电容恒定空载电压与平衡电容的关系
• 6.2.3 根据预期的空载电压确定电容组合
• 6.3 负载变化时对外特性的影响
• 6.3.1 负载变化时端电压与负载电流的关系
• 6.3.2 负载变化时负载所吸收功率与负载电流的关系
• 6.3.3 负载变化时负载所吸收功率与端电压的关系
• 6.4 负载恒定时对外特性的影响
• 6.4.1 负载恒定时端电压与平衡电容自激建压电容的关系
• 6.4.2 负载恒定时转速与端电压的关系
• 6.4.3 负载恒定时吸收功率与转速关系
• 6.5 自激式异步发电机恒压研究
• 6.5.1 自激式异步发电机电压波动原因
• 6.5.2 自激式异步发电机并联电容恒压
• 6.5.3 自激式异步发电机串联电容恒压
• 6.6 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果
• 致谢