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多相极体多凸极磁化康明斯发电机组作业解析

作者:柴油发电机厂家 来源: 发表时间:2016-08-04【 浏览次数:

  多相极体多凸极磁化康明斯发电机组作业解析,稳态运行的数学模型电压方程对于4相8/6极DSPM发电机,有:E=dΨdt=U+RI
(1)即有矩阵形式的电压方程:U=dΨdt-R
(2)式中:E为感应电势,U为定子相绕组电压,I为定子相绕组电流,Ψ为合成磁链相量。  
E=T,Ψ=<Ψ1,Ψ2,Ψ3,Ψ4>T,U=T,R=diag,I=T。  
磁链方程对于4相8/6极DSPM发电机,有矩阵形式的气隙合成磁链方程:Ψ=Ψpm-LI
(3)式中:Ψpm为永磁磁链,L为绕组自感,L=(i,j=1,2,3,4),Ψpm=<Ψpm1,Ψpm2,Ψpm3,Ψpm4>T。以上各参数均为相电流i和转子位置角θ的函数。  
电流方程假设电感和永磁磁链仅是转子位置角的函数,与电流无关,则有:dΨdt=dΨpmdt-LdIdt-IdLdt=dΨpmdθω-LdIdt-IdLdθω
(4)将式(4)代入式(2)并经适当简化,可得DSPM发电机的状态方程如下:dIdθ=1ωL-1ωdΨpmdt-U-IdLdθω-RI
(5)用数值方法求解式
(5),便可求得DSPM发电机的各相电流。 

300kw康明斯柴油发电机1.jpg

 
转矩方程根据机电能量转换原理<3>可知:T(θ,i)=5W′m(θ,i)5θ(6)式中:T(θ,i)为电磁转矩;W′m(θ,i)为磁共能,它可以被表示为:W′m(θ,i)=∫i0Ψ(θ,i)di(7)式中:Ψ(θ,i)为气隙合成磁链。  
在理想线性化条件下,Ψ(θ,i)=Ψpm(θ)-L(θ)i(8)式中:Ψpm(θ)为永磁磁链;L(θ)为绕组自感。由式(6)~(8)可得:T(θ,i)=i5Ψpm(θ)5θ-12i25L(θ)5θ=Tpm-Tr(9)其中:Tpm为永磁转矩,Tpm=i5Ψpm(θ)5θ,它是由电枢电流与永磁磁场相互作用而产生的;Tr为磁阻转矩,Tr=12i25L(θ)5θ,它是由于电感变化而产生的。在计算出各项电流后,可由式(9)计算出发电机转矩。  
在上述模型中,由于DSPM发存在着饱和效应和边缘效应,磁链Ψp是电流i和转子位置角θ的非线性函数,没有解析式,故以上是DSPM发电机稳态运行的非线性数学模型。  转子斜槽的影响为了消除DSPM发电机中定位力矩的影响,通常采用转子斜槽的方法,但它在削弱定位力矩的同时,也使输出转矩有所下降,同时改变了永磁磁链和永磁反电势等的形状。
斜槽后永磁磁链和电感可以利用未斜槽值进行折算,即:LS=1α∫θ+α/2θ-α/2L(θ)dθ(10)ΨS=1α∫θ+α/2θ-α/2Ψpm(θ)dθ(11)式中:α为转子斜槽角。因此:5LS5θ=/α(12)5Ψs5θ=<Ψpm(θ+α2)-Ψpm(θ-α2)>/α(13)2.3电力电子整流装置DSPM发电机输出电压的波形由于双凸极结构所致不是正弦波形,需在DSPM发电机的输出端联接电力电子整流装置,将交流电整流为直流电,一般情况下,还需经过逆变过程,将直流电转变为符合电网要求的交流电,然后输送至电网,以给负载供电。
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