分數極路比繞組是極數與支路數比值為分數形式的新型交流繞組,主要用于解決大型同步發(fā)電機實際設計中定子繞組極數與支路數的最優(yōu)匹配問題,以實現(xiàn)電機性能與電站經濟性的兼顧。在分數極路比繞組設計中,考慮各支路繞組分布不對稱,其支路繞組存在多種組合方案,且支路間存在一定環(huán)流,進而帶來許多非常規(guī)的繞組設計及相關電磁問題。因此,針對上述技術問題,本文圍繞分數極路比繞組評價指數,繞組排列及連接方案優(yōu)化設計方法,支路環(huán)流、繞組電磁力、電磁參數的計算及相關變化規(guī)律開展了一系列的研究。首先,提出了分數極路比繞組的改進支路不對稱度評價指數,以精確評估實際支路環(huán)流中的諧波含量,并根據繞組排列基本原則,給出了分數極路比繞組排列數學模型,以及一種基于改進離散粒子群算法的迭代求解方法。同時,根據分數極路比繞組分布規(guī)律,提出了繞組分布指數及其計算方法,并根據繞組連接基本原則,給出了分數極路比繞組連接的有向圖數學模型,以及相應有效路徑搜索、配合算法。此外,通過對比分析多組繞組排列及連接方案的技術指標,驗證分數極路比繞組設計方法的有效性,并通過調節(jié)繞組節(jié)距,得到了繞組排列及連接方案隨節(jié)距變化規(guī)律,為此類繞組設計提供了新思路。... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學黑龍江省

【文章頁數】：145 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

Grges多邊形磁動勢分布圖的轉換關系示例

哈爾濱理工大學工學博士學位論文-6-2013年，日本東芝公司D.Hiramatsu等，根據定子繞組合成磁動勢的分布，通過調整線圈組合方案以降低磁動勢的諧波分量及減小鐵心振動[36]。圖1-5多相繞組對稱分布類型示例Fig.1-5Theillustrationforthesymmetricaltypesofmulti-phasewindings2013年，北京交通大學BaomingGe教授等，給出了一種結合繞組槽號分配圖的變極繞組通用設計方法，并給出相應繞組參數選擇的約束條件[37]。2013年，西安交通大學WenDing等，以一臺12槽8極磁阻電機為例，提出了一種改進極性組合的繞組排列方案，并從轉矩、損耗等方面驗證方案性能[38]，對應繞組排列方案如圖1-6所示。2015年，AntoninoOscarDiTommaso等，提出了一種基于連接矩陣的對稱及近似對稱繞組優(yōu)化設計方法，該方法通過定義槽數、極數、相數及繞組層數，并根據磁動勢計算結果對繞組進行優(yōu)化設計[39]。2016年，NassimBekka等，提出了一種考慮繞組匝數、節(jié)距、槽距角控制量的繞組優(yōu)化設計方法，該方法以最小諧波含量與最大繞組分布系數為優(yōu)化目標，并采用遺傳算法對繞組設計方案進行優(yōu)化[40]。2017年，HosseinAsgharpour-Alamdari等，提出了一種用于改善出口電壓波形的新型三層繞組排列方案[41]。2018年，MohammadFarshadnia等，提出了一種基于啟發(fā)式優(yōu)化算法的永磁電機繞組排列

第1章緒論-7-方案設計方法[42]�？梢钥闯�，將優(yōu)化算法應用到繞組設計中可明顯提高設計精度與速度，是未來繞組設計的一個發(fā)展方向。a)原排列方案b)改進排列方案圖1-6磁阻電機繞組排列方案示例Fig.1-6Theillustrationforthewindingarrangementofareluctancemachine2010年，MihailV.Cistelecan等，提出了用于改善繞組諧波磁動勢的星型/角型混合繞組連接方法，該方法通過調整各相繞組連接方式及星型與角型軸線間的夾角，實現(xiàn)了電機性能的提升[43]。2011年，清華大學YiLei等，給出了一種應用于高壓感應電機設計的星型/角型混合繞組連接方案，該方案通過調整線圈節(jié)距、匝數及連接方式實現(xiàn)了電機損耗的降低[44]。2013年，F(xiàn)ernandoJ.T.E.Ferreira教授等，詳細分析了六種典型繞組接線方式對電機性能的影響，并討論了各連接方式在效率、功率因數方面的技術優(yōu)勢及相應能效標準[45]，對應連接方法如圖1-7所示。2014年，F(xiàn)ernandoJ.T.E.Ferreira教授等，討論了五種不同繞組接頭的連接方式對定子繞組磁動勢分布的影響[46]。結果表明，多支路星型/多支路角型接法具有更高的繞組分布系數，且多支路角型接法的繞組損耗要低于多支路星型接法，但仍高于常規(guī)星型/角型接法。a)并聯(lián)角型b)并聯(lián)星型c)串聯(lián)角型

【參考文獻】：
期刊論文
[1]支路不對稱發(fā)電機故障下定子電磁力仿真分析[J]. 萬書亭,彭勃,何玉靈.  電機與控制學報. 2018(09)
[2]同步發(fā)電機定子繞組匝間短路時轉子動態(tài)電磁力計算[J]. 肖士勇,戈寶軍,陶大軍,劉智慧.  電工技術學報. 2018(13)
[3]大型核電汽輪發(fā)電機定子內部短路故障時局部電磁力分布研究[J]. 趙洪森,戈寶軍,陶大軍,呂品,辛鵬.  電工技術學報. 2018(07)
[4]發(fā)電機氣隙靜偏心故障前后定子繞組電磁力的對比分析[J]. 何玉靈,孟慶發(fā),仲昊,蔣宏春.  華北電力大學學報(自然科學版). 2017(05)
[5]汽輪發(fā)電機氣隙偏心故障下的定子受力分析[J]. 何玉靈,張伯麟,仲昊,萬書亭,唐貴基.  大電機技術. 2017(05)
[6]發(fā)電電動機定子繞組不等節(jié)距支路磁勢諧波分析[J]. 盧偉甫,李永林,辛峰,姚志偉,樊玉林,王勇.  大電機技術. 2017(05)
[7]轉子偏心對發(fā)電機非正規(guī)繞組環(huán)流損耗的影響[J]. 梁艷萍,賈國超.  電機與控制學報. 2017(09)
[8]抽水蓄能機組定子支路數應用與研究[J]. 李言龍.  科技與創(chuàng)新. 2017(07)
[9]多極少槽永磁電機繞組并聯(lián)支路間環(huán)流分析[J]. 張炳義,李瑩,李建軍,馮桂宏,劉凱.  微電機. 2016(09)
[10]汽輪發(fā)電機三相突然短路故障轉子動態(tài)電磁力計算[J]. 梁艷萍,于鴻浩,邊旭.  電工技術學報. 2016(11)

博士論文
[1]分數極路比同步發(fā)電機內部故障建模及暫態(tài)電磁問題研究[D]. 肖士勇.哈爾濱理工大學 2019
[2]汽輪發(fā)電機定子換位線棒的損耗與溫升問題研究[D]. 邊旭.哈爾濱理工大學 2016
[3]抽水蓄能機組發(fā)電電動機電磁參數與端部電磁場問題研究[D]. 于鴻浩.哈爾濱理工大學 2016

碩士論文
[1]發(fā)電電動機定子繞組4支路與7支路設計方案對比分析研究[D]. 葛楊.山東大學 2017
[2]汽輪發(fā)電機定子支路不對稱繞組環(huán)流損耗與電磁力分析[D]. 賈國超.哈爾濱理工大學 2016
[3]支路不對稱定子繞組大型水輪發(fā)電機短路故障分析[D]. 趙金東.哈爾濱理工大學 2015
[4]大型汽輪發(fā)電機轉子偏心磁場分析與電磁力計算[D]. 閆雪超.哈爾濱理工大學 2013
[5]高效高壓感應電動機鐵耗及電磁力分析計算[D]. 劉金鵬.哈爾濱理工大學 2011
[6]大型水輪發(fā)電機支路不對稱定子繞組理論研究[D]. 李林合.哈爾濱理工大學 2006



本文編號：3473451