11相无刷励磁机谐波分析

【摘要】：随着电力电子技术的发展,同步发电机励磁电源由传统的有刷直流励磁机逐渐被无刷励磁方式取代。近年来一种性能较为优越的新型多相无刷励磁机问世,有关学者已对其运行状况进行了仿真和实验分析。但对这种励磁机的谐波问题的研究尚未见文献报道。本文着重对此问题进行深入研究。 本文首先通过ANSYS 8.0软件,计算分析了11相无刷励磁机内部电磁场的分布情况,应用有限元方法计算了该励磁机的电感参数。而后应用基于Kron张量电网络理论所建立的多相无刷励磁机的仿真模型,计算了稳态和故障工况下的系统状态。 为了分析多相无刷励磁机的谐波状况,本文在参考了传统谐波分析方法的基础上提出了一种计算简便、精度较高的方法——“逐次谐波消去法”,并通过一直流电源的谐波分析,验证了该方法的有效性。 然后用“逐次谐波消去法”对11相无刷励磁机的谐波问题进行了研究:1)计算分析了稳态时负载电压、电流,相电压、相电流的谐波;2)计算分析了一个二极管短路、一个二极管断开和一相退出运行等故障工况时的负载电压、电流和相电压、相电流谐波。同时参考电力系统的谐波规程要求,对所算谐波含量进行了对比分析,得出了一些有益的结论,为该种电机的设计、改进以及故障检测系统的构成提供了谐波方面的参考依据。