多相環(huán)形無刷勵(lì)磁機(jī)是大容量核電機(jī)組廣泛采用的一種勵(lì)磁機(jī)型,實(shí)現(xiàn)對(duì)其內(nèi)部故障的可靠保護(hù),對(duì)保障核電發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行具有重要意義。因多相環(huán)形無刷勵(lì)磁機(jī)為轉(zhuǎn)樞式結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子電樞繞組故障無法得到直接監(jiān)測(cè),但依據(jù)故障在定子勵(lì)磁繞組中反映的特征來實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)是一種有效的途徑。通過理論分析正常運(yùn)行及轉(zhuǎn)子繞組短路時(shí)核電多相環(huán)形無刷勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)性質(zhì)及其在氣隙磁場(chǎng)中的相互作用,得到了兩種運(yùn)行情況下轉(zhuǎn)子電樞電流和定子勵(lì)磁電流的諧波特性。對(duì)某11相動(dòng)模樣機(jī)進(jìn)行了正常運(yùn)行和轉(zhuǎn)子電樞繞組短路實(shí)驗(yàn),通過快速傅里葉分析得到了實(shí)驗(yàn)電流的諧波特征,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析相符。該方法適用于任意核電多相環(huán)形無刷勵(lì)磁機(jī)的任意形式的轉(zhuǎn)子繞組短路故障特征分析,可應(yīng)用到核電多相環(huán)形無刷勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路故障診斷的進(jìn)一步研究中。 

【文章來源】：電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2020,35(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

一相電樞繞組連接

第35卷第6期郝亮亮等核電多相環(huán)形無刷勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路故障特征分析1253同步電機(jī)。其勵(lì)磁繞組位于定子側(cè)，而電樞繞組位于轉(zhuǎn)子側(cè)，且采用首尾相連的環(huán)形結(jié)構(gòu)，和旋轉(zhuǎn)整流器一起高速旋轉(zhuǎn)，整流電壓用于給主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組供電。圖1m相環(huán)形無刷勵(lì)磁系統(tǒng)示意圖Fig.1mphaseannularbrushlessexcitationsystem該m相無刷勵(lì)磁機(jī)極對(duì)數(shù)為P，轉(zhuǎn)子槽數(shù)為Z，電樞繞組一般為分?jǐn)?shù)槽波繞組。m相電樞繞組在轉(zhuǎn)子上均勻分布，相鄰兩相間依次相差2nπ/m（n為整數(shù)）機(jī)械角度，即2Pnπ/m電角度。m相電樞繞組的相位關(guān)系如圖2所示。圖2m相電樞繞組相位關(guān)系Fig.2Phasediagramofarmaturewindingformphase2勵(lì)磁機(jī)定子勵(lì)磁電流諧波特性理論分析2.1多相環(huán)形無刷勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子電樞反應(yīng)磁場(chǎng)勵(lì)磁機(jī)定子勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的空間磁動(dòng)勢(shì)在每極下分布情況相同，只是在相鄰極下由于繞向相反而相反，在空間上每一對(duì)極重復(fù)一次，所以只包含基波和3、5等奇數(shù)次空間諧波磁動(dòng)勢(shì)，定子勵(lì)磁電流產(chǎn)生的空間諧波磁動(dòng)勢(shì)可以表示為fd,cos()jjfFj（1）式中，j為諧波磁動(dòng)勢(shì)次數(shù)（j1,3,5,）；為沿電機(jī)定子圓周方向的電角度；Fj為諧波磁動(dòng)勢(shì)幅值。凸極同步電機(jī)的磁極對(duì)稱，氣隙不均勻，其氣隙磁導(dǎo)系數(shù)可以表示[34]為000201,2,cos(2)2lll（2）式中，0/2為磁導(dǎo)系數(shù)的常數(shù)項(xiàng)；2l0為磁導(dǎo)系數(shù)的諧波次數(shù)；02l為諧波磁導(dǎo)的幅值。由式（1）和式（2）可得，定子勵(lì)磁電流產(chǎn)生的j次空間諧波磁動(dòng)勢(shì)在氣隙中建立的磁場(chǎng)為2fd0,1,2,cos(2)2ljlBFjl（

第35卷第6期郝亮亮等核電多相環(huán)形無刷勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路故障特征分析1253同步電機(jī)。其勵(lì)磁繞組位于定子側(cè)，而電樞繞組位于轉(zhuǎn)子側(cè)，且采用首尾相連的環(huán)形結(jié)構(gòu)，和旋轉(zhuǎn)整流器一起高速旋轉(zhuǎn)，整流電壓用于給主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組供電。圖1m相環(huán)形無刷勵(lì)磁系統(tǒng)示意圖Fig.1mphaseannularbrushlessexcitationsystem該m相無刷勵(lì)磁機(jī)極對(duì)數(shù)為P，轉(zhuǎn)子槽數(shù)為Z，電樞繞組一般為分?jǐn)?shù)槽波繞組。m相電樞繞組在轉(zhuǎn)子上均勻分布，相鄰兩相間依次相差2nπ/m（n為整數(shù)）機(jī)械角度，即2Pnπ/m電角度。m相電樞繞組的相位關(guān)系如圖2所示。圖2m相電樞繞組相位關(guān)系Fig.2Phasediagramofarmaturewindingformphase2勵(lì)磁機(jī)定子勵(lì)磁電流諧波特性理論分析2.1多相環(huán)形無刷勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子電樞反應(yīng)磁場(chǎng)勵(lì)磁機(jī)定子勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的空間磁動(dòng)勢(shì)在每極下分布情況相同，只是在相鄰極下由于繞向相反而相反，在空間上每一對(duì)極重復(fù)一次，所以只包含基波和3、5等奇數(shù)次空間諧波磁動(dòng)勢(shì)，定子勵(lì)磁電流產(chǎn)生的空間諧波磁動(dòng)勢(shì)可以表示為fd,cos()jjfFj（1）式中，j為諧波磁動(dòng)勢(shì)次數(shù)（j1,3,5,）；為沿電機(jī)定子圓周方向的電角度；Fj為諧波磁動(dòng)勢(shì)幅值。凸極同步電機(jī)的磁極對(duì)稱，氣隙不均勻，其氣隙磁導(dǎo)系數(shù)可以表示[34]為000201,2,cos(2)2lll（2）式中，0/2為磁導(dǎo)系數(shù)的常數(shù)項(xiàng)；2l0為磁導(dǎo)系數(shù)的諧波次數(shù)；02l為諧波磁導(dǎo)的幅值。由式（1）和式（2）可得，定子勵(lì)磁電流產(chǎn)生的j次空間諧波磁動(dòng)勢(shì)在氣隙中建立的磁場(chǎng)為2fd0,1,2,cos(2)2ljlBFjl（

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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