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与△/Y_0变压器相联的同步发电机暂态运行时步有限元仿真

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电网技术 2004年第13期28卷 36-39,64页

作者：蒙亮刘晓芳罗应立华北电力大学电气工程学院北京102206

结合时步有限元方法,设计了一个通过△/Y0变压器与无穷大系统及负荷相连接的同步发电机暂态运行过程的仿真程序。在该仿真程序中的发电机模型中考虑了铁心的饱和、转速的变化以及自动电压调节系统(AVR)的调节等对仿真结果的影响,并应用... 详细信息

结合时步有限元方法,设计了一个通过△/Y0变压器与无穷大系统及负荷相连接的同步发电机暂态运行过程的仿真程序。在该仿真程序中的发电机模型中考虑了铁心的饱和、转速的变化以及自动电压调节系统(AVR)的调节等对仿真结果的影响,并应用了麦克斯韦应力法计算电磁力矩。在仿真计算中,通过改变仿真程序中相应的参数来模拟不同线路上开关的断开、闭合过程,能方便地对同步发电机受到多种三相对称干扰后的运行过程进行有限元数字仿真。算例计算结果表明了该仿真程序的正确性。

关键词：同步发电机暂态运行时步有限元方法仿真 △/Yo变压器电力系统仿真模型

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计算参数对低速同步电机转矩计算结果的影响

电机与控制学报 2011年第6期15卷 7-12页

作者：李军罗应立华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

针对准确计算转矩十分困难的问题,系统研究由人为选择的计算参数对低速轴向磁场永磁同步电动机(低速永磁电动机,Ls-A-Pmsm)三维磁场及转矩计算结果的影响。首先从理论上分析影响转矩的因素,然后通过实例计算,分析空间离散采用不同单元... 详细信息

针对准确计算转矩十分困难的问题,系统研究由人为选择的计算参数对低速轴向磁场永磁同步电动机(低速永磁电动机,Ls-A-Pmsm)三维磁场及转矩计算结果的影响。首先从理论上分析影响转矩的因素,然后通过实例计算,分析空间离散采用不同单元类型、不同剖分密度、轴向等效气隙尺寸以及麦克斯韦应力法不同计算路径等计算参数对计算结果的影响。通过大量对比计算并由实测数据验证计算结果,获得了既保证计算精确度又节省计算时间的三维磁场及转矩的计算参数选择方法,可为低速大扭矩电磁减速式同步电动机的设计提供技术支持。

关键词：低速同步电机有限元三维离散转矩

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汽轮发电机稳态分析通用有限元软件的设计

电工技术学报 2004年第5期19卷 66-70页

作者：赵凌志罗应立蒙亮周济中国科学院电工研究所北京100080 华北电力大学电力系北京102206 国家电力调度通信中心北京100761

介绍了饱和时汽轮发电机稳态分析通用有限元软件的开发设计。在具体的开发过程中,进一步考虑了定转子的实际结构,对求解区域的离散更加符合实际;采用活动边界和参数化设计实现了不同型号汽轮发电机转子360范围内旋转的自动剖分;在计算q... 详细信息

介绍了饱和时汽轮发电机稳态分析通用有限元软件的开发设计。在具体的开发过程中,进一步考虑了定转子的实际结构,对求解区域的离散更加符合实际;采用活动边界和参数化设计实现了不同型号汽轮发电机转子360范围内旋转的自动剖分;在计算q轴参数时,采用了虚拟绕组,减少了半周期边界节点,提高了计算精度。以QFSN-300-2型汽轮发电机为例,计算了短路特性,得到了短路时典型的磁场分布,计算结果表明用该软件研究大型汽轮发电机的稳态问题是可行的。

关键词：汽轮发电机有限元稳态特性饱和

确定自起动永磁电机最小转矩的时步有限元仿真实验方法

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中国电机工程学报 2011年第21期31卷 102-109页

作者：张健罗应立李和明刘明基华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

自起动永磁电机的最小转矩是评价其启动能力的一个重要指标,根据解析方法所得的光滑转矩–转速(T-s)曲线虽然可得到其具体数值,但其计算条件与实际起动过程差别很大;能够准确反映诸多实际影响因素的时步有限元计算得到的T-s曲线是急剧... 详细信息

自起动永磁电机的最小转矩是评价其启动能力的一个重要指标,根据解析方法所得的光滑转矩–转速(T-s)曲线虽然可得到其具体数值,但其计算条件与实际起动过程差别很大;能够准确反映诸多实际影响因素的时步有限元计算得到的T-s曲线是急剧波动的曲线,据此难以获得最小转矩的具体数值。该文研究工作的目的在于,不对该转矩曲线进行人为处理而获得最小转矩。首先研究在什么计算条件下能得到反映出最小转矩影响的转矩曲线,揭示了在某些计算条件下可能出现的最小转矩被"淹没"的现象;进而提出用以确定最小转矩的优化加载时步有限元仿真实验方法。通过将实例计算所得转矩曲线与实测曲线对比,表明计算结果可信。

关键词：自起动永磁电机最小转矩时步有限元优化加载仿真实验

基于时步有限元的永磁同步电机稳态参数改进计算方法

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电工技术学报 2012年第4期27卷 35-41页

作者：李和明张健刘明基罗应立华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

永磁电机的稳态电抗是其重要参数之一。针对永磁电机相对于异步电机结构复杂、饱和严重不均匀,局部饱和严重,难以使用磁路分析的方法准确地求得电抗参数的问题,本文以22kW样机为例,研究了负载运行时交叉饱和效应以及该效应对永磁感应电... 详细信息

永磁电机的稳态电抗是其重要参数之一。针对永磁电机相对于异步电机结构复杂、饱和严重不均匀,局部饱和严重,难以使用磁路分析的方法准确地求得电抗参数的问题,本文以22kW样机为例,研究了负载运行时交叉饱和效应以及该效应对永磁感应电动势的影响,揭示了使用常规矢量图法测试电抗参数的不足。采用时步有限元方法计算了在负载饱和条件下由永磁体激励感应的有直、交轴分量的永磁电动势,得到改进的矢量图,提出了电抗参数的改进算法。结合使用常规矢量图法的实测数据,对比常规矢量图法和改进矢量图法的计算结果,说明改进矢量图法可以克服常规矢量图不足,提高计算的准确性。

关键词：时步有限元永磁同步电机稳态参数改进矢量图法

自起动永磁同步电动机堵转饱和效应的时步有限元分析

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电工技术学报 2009年第8期24卷 52-57页

作者：胡笳罗应立李志强刘明基华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

电动机的堵转电流是反映其起动性能的一项重要指标,对自起动稀土永磁同步电动机的大量实测过程中发现,其三相堵转电流的幅值明显不相等,且随转子堵转位置不同发生变化。本文以现场55kW样机为例,利用时步有限元方法对不同情况下的堵转起... 详细信息

电动机的堵转电流是反映其起动性能的一项重要指标,对自起动稀土永磁同步电动机的大量实测过程中发现,其三相堵转电流的幅值明显不相等,且随转子堵转位置不同发生变化。本文以现场55kW样机为例,利用时步有限元方法对不同情况下的堵转起动进行计算,通过研究磁通密度的变化与分布,分析转子磁路结构不对称及永磁体引起的饱和对堵转电流的影响,揭示了造成永磁电机三相堵转电流幅值不等的主要原因在于永磁体所引起的饱和对各相磁路作用不均衡,即"堵转饱和效应"所导致。结合现场实测数据,对比转子不同位置、永磁体不同型号下堵转电流的计算结果,说明结论的合理性。

关键词：永磁同步电动机时步有限元饱和效应堵转电流

用于平滑处理的卷积运算及其在有限元磁场分析后处理中的应用

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电工技术学报 2009年第4期24卷 1-5,29页

作者：罗炜李志强罗应立浙江大学理学院杭州310027 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

在用一阶三角元计算磁场所得到的结果中,相邻单元磁通密度通常不等,所得到的是分片恒定的磁通密度及磁导率。为了计算电磁力在铁心中以及在不同介质交界面上的分布,需要对磁场能量或磁导率求导数,为此,本文采用卷积方法得到平滑分布的... 详细信息

在用一阶三角元计算磁场所得到的结果中,相邻单元磁通密度通常不等,所得到的是分片恒定的磁通密度及磁导率。为了计算电磁力在铁心中以及在不同介质交界面上的分布,需要对磁场能量或磁导率求导数,为此,本文采用卷积方法得到平滑分布的磁通密度及磁导率。首先推导进行平滑化处理的卷积运算基本公式,然后对比采用不同的核函数进行卷积运算所得到的结果,并给出求取平滑化处理核函数的一般方法;作为卷积方法的一个应用,得到考虑饱和时计算铁心内部电磁力密度的公式。

关键词：卷积电磁力有限元光滑处理

汽轮发电机小扰动特性及静态稳定性的时步有限元分析

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中国电机工程学报 2010年第6期30卷 76-82页

作者：胡笳罗应立刘晓芳王红宇华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

为了研究阻尼绕组和磁场饱和对汽轮发电机小扰动特性及静态稳定性的影响,分别采用经典派克(Park)方程模型与时步有限元(time-stepping finite element method,T-SFEM)模型,对发电机不同工况下发生的小扰动进行仿真计算。在此基础上,结... 详细信息

为了研究阻尼绕组和磁场饱和对汽轮发电机小扰动特性及静态稳定性的影响,分别采用经典派克(Park)方程模型与时步有限元(time-stepping finite element method,T-SFEM)模型,对发电机不同工况下发生的小扰动进行仿真计算。在此基础上,结合小信号分析法与普罗尼(Prony)方法,对比分析了不同模型下发电机小扰动过程的动态特性以及系统静态稳定性等相关问题。结果表明,在不考虑阻尼绕组与磁场饱和的情况下,2种模型所得的小扰动特性基本一致,而当计及阻尼绕组或磁场饱和作用时则差别显著;采用派克方程模型计算所得的静态稳定极限功角比时步有限元模型的计算结果偏大。研究结果为系统仿真分析提供了合理参考。

关键词：汽轮发电机时步有限元小扰动动态特性静态稳定

感应电机不对称暂态分析中一类一元三次特征方程及其近似求解

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中国电机工程学报 2008年第27期28卷 126-130页

作者：罗炜崔学深罗应立浙江大学理学院数学科学研究中心浙江省杭州市310027 华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

对于旋转状态的感应电机,在短暂断电后重新接入电源时,为了限流,经过晶闸管开关首先接通两相电源施加部分电压,然后逐步过渡到全压。该文研究接入两相电源后的不对称电磁过渡过程。对微分方程进行拉普拉斯变换得到一元三次特征方程;然后... 详细信息

对于旋转状态的感应电机,在短暂断电后重新接入电源时,为了限流,经过晶闸管开关首先接通两相电源施加部分电压,然后逐步过渡到全压。该文研究接入两相电源后的不对称电磁过渡过程。对微分方程进行拉普拉斯变换得到一元三次特征方程;然后,基于牛顿切线法得到近似求解一元三次特征方程的简化方法,进而应用于分析感应电动机的不对称过渡过程问题,导出时间常数近似公式。通过与繁杂且难以实际应用的精确卡丹公式对比,该文公式简单明了,便于应用,对于功率5.5kW以上一般用途的感应电动机,其误差不超过5%。

关键词：牛顿切线法一元三次方程时间常数感应电机不对称运行