分?jǐn)?shù)極路比繞組是極數(shù)與支路數(shù)比值為分?jǐn)?shù)形式的新型交流繞組,主要用于解決大型同步發(fā)電機(jī)實(shí)際設(shè)計(jì)中定子繞組極數(shù)與支路數(shù)的最優(yōu)匹配問題,以實(shí)現(xiàn)電機(jī)性能與電站經(jīng)濟(jì)性的兼顧。在分?jǐn)?shù)極路比繞組設(shè)計(jì)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(jìn)而帶來許多非常規(guī)的繞組設(shè)計(jì)及相關(guān)電磁問題。因此,針對上述技術(shù)問題,本文圍繞分?jǐn)?shù)極路比繞組評價(jià)指數(shù),繞組排列及連接方案優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,支路環(huán)流、繞組電磁力、電磁參數(shù)的計(jì)算及相關(guān)變化規(guī)律開展了一系列的研究。首先,提出了分?jǐn)?shù)極路比繞組的改進(jìn)支路不對稱度評價(jià)指數(shù),以精確評估實(shí)際支路環(huán)流中的諧波含量,并根據(jù)繞組排列基本原則,給出了分?jǐn)?shù)極路比繞組排列數(shù)學(xué)模型,以及一種基于改進(jìn)離散粒子群算法的迭代求解方法。同時(shí),根據(jù)分?jǐn)?shù)極路比繞組分布規(guī)律,提出了繞組分布指數(shù)及其計(jì)算方法,并根據(jù)繞組連接基本原則,給出了分?jǐn)?shù)極路比繞組連接的有向圖數(shù)學(xué)模型,以及相應(yīng)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(shù)指標(biāo),驗(yàn)證分?jǐn)?shù)極路比繞組設(shè)計(jì)方法的有效性,并通過調(diào)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(shè)計(jì)提供了新思路。... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

Grges多邊形磁動勢分布圖的轉(zhuǎn)換關(guān)系示例

哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文-6-2013年，日本東芝公司D.Hiramatsu等，根據(jù)定子繞組合成磁動勢的分布，通過調(diào)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(xué)BaomingGe教授等，給出了一種結(jié)合繞組槽號分配圖的變極繞組通用設(shè)計(jì)方法，并給出相應(yīng)繞組參數(shù)選擇的約束條件[37]。2013年，西安交通大學(xué)WenDing等，以一臺12槽8極磁阻電機(jī)為例，提出了一種改進(jìn)極性組合的繞組排列方案，并從轉(zhuǎn)矩、損耗等方面驗(yàn)證方案性能[38]，對應(yīng)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(shè)計(jì)方法，該方法通過定義槽數(shù)、極數(shù)、相數(shù)及繞組層數(shù)，并根據(jù)磁動勢計(jì)算結(jié)果對繞組進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)[39]。2016年，NassimBekka等，提出了一種考慮繞組匝數(shù)、節(jié)距、槽距角控制量的繞組優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，該方法以最小諧波含量與最大繞組分布系數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)，并采用遺傳算法對繞組設(shè)計(jì)方案進(jìn)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(jī)繞組排列

第1章緒論-7-方案設(shè)計(jì)方法[42]。可以看出，將優(yōu)化算法應(yīng)用到繞組設(shè)計(jì)中可明顯提高設(shè)計(jì)精度與速度，是未來繞組設(shè)計(jì)的一個發(fā)展方向。a)原排列方案b)改進(jìn)排列方案圖1-6磁阻電機(jī)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(diào)整各相繞組連接方式及星型與角型軸線間的夾角，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)性能的提升[43]。2011年，清華大學(xué)YiLei等，給出了一種應(yīng)用于高壓感應(yīng)電機(jī)設(shè)計(jì)的星型/角型混合繞組連接方案，該方案通過調(diào)整線圈節(jié)距、匝數(shù)及連接方式實(shí)現(xiàn)了電機(jī)損耗的降低[44]。2013年，F(xiàn)ernandoJ.T.E.Ferreira教授等，詳細(xì)分析了六種典型繞組接線方式對電機(jī)性能的影響，并討論了各連接方式在效率、功率因數(shù)方面的技術(shù)優(yōu)勢及相應(yīng)能效標(biāo)準(zhǔn)[45]，對應(yīng)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(jié)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(shù)，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(xiàn)】：
期刊論文
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[3]大型核電汽輪發(fā)電機(jī)定子內(nèi)部短路故障時(shí)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(shù)學(xué)報(bào). 2018(07)
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博士論文
[1]分?jǐn)?shù)極路比同步發(fā)電機(jī)內(nèi)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(xué) 2019
[2]汽輪發(fā)電機(jī)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(xué) 2016
[3]抽水蓄能機(jī)組發(fā)電電動機(jī)電磁參數(shù)與端部電磁場問題研究[D]. 于鴻浩.哈爾濱理工大學(xué) 2016

碩士論文
[1]發(fā)電電動機(jī)定子繞組4支路與7支路設(shè)計(jì)方案對比分析研究[D]. 葛楊.山東大學(xué) 2017
[2]汽輪發(fā)電機(jī)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(xué) 2016
[3]支路不對稱定子繞組大型水輪發(fā)電機(jī)短路故障分析[D]. 趙金東.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[4]大型汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子偏心磁場分析與電磁力計(jì)算[D]. 閆雪超.哈爾濱理工大學(xué) 2013
[5]高效高壓感應(yīng)電動機(jī)鐵耗及電磁力分析計(jì)算[D]. 劉金鵬.哈爾濱理工大學(xué) 2011
[6]大型水輪發(fā)電機(jī)支路不對稱定子繞組理論研究[D]. 李林合.哈爾濱理工大學(xué) 2006



本文編號：3473451