發(fā)電電動(dòng)機(jī)靜止變頻器起動(dòng)強(qiáng)迫換流階段若干問題研究.pdf

1、發(fā)電電動(dòng)機(jī)靜止變頻器起動(dòng)過程的研究是一個(gè)涉及電力電子控制理論與電機(jī)動(dòng)態(tài)分析理論的綜合問題。由于靜止變頻器起動(dòng)系統(tǒng)容量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)要考慮到與發(fā)電電動(dòng)機(jī)及電網(wǎng)的配合影響，而起動(dòng)過程的強(qiáng)迫換流階段又是成功起動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，關(guān)于此階段相關(guān)問題的研究對(duì)提升起動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性和設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化具有理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。
　　本文詳細(xì)分析了國(guó)內(nèi)外關(guān)于發(fā)電電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、靜止變頻器控制、運(yùn)行等相關(guān)問題研究的文獻(xiàn)，論述了發(fā)電電動(dòng)機(jī)起動(dòng)相關(guān)問題的國(guó)內(nèi)外發(fā)展

2、狀況，分析了發(fā)電電動(dòng)機(jī)靜止變頻器起動(dòng)強(qiáng)迫換流過程研究中存在的問題，指出了已有文獻(xiàn)研究中的不足，確定了論文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　在分析發(fā)電電動(dòng)機(jī)靜止變頻器起動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，闡述了起動(dòng)系統(tǒng)各部分組成構(gòu)件的功能，并對(duì)起動(dòng)過程中靜止轉(zhuǎn)子位置的檢測(cè)方法和起動(dòng)過程磁動(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)動(dòng)特性進(jìn)行了分析，進(jìn)而對(duì)發(fā)電電動(dòng)機(jī)靜止變頻器起動(dòng)強(qiáng)迫換流階段電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)說明。
　　通過對(duì)發(fā)電電動(dòng)機(jī)靜止變頻器起動(dòng)常規(guī)停機(jī)位置轉(zhuǎn)子初始位置確定

3、方法的研究及導(dǎo)通控制方案的分析，提出了針對(duì)發(fā)電電動(dòng)機(jī)特定停機(jī)位置初始導(dǎo)通方案的起動(dòng)控制問題，并通過起動(dòng)初始時(shí)刻定子繞組感應(yīng)電壓的分析，指出了具體的特定停機(jī)位置點(diǎn)。經(jīng)過對(duì)特定停機(jī)位置不同導(dǎo)通控制方案對(duì)應(yīng)電磁轉(zhuǎn)矩的有限元計(jì)算，提出了針對(duì)特定停機(jī)位置點(diǎn)的導(dǎo)通控制方案，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了特定停機(jī)位置點(diǎn)的存在及導(dǎo)通控制方案的正確性，完善了發(fā)電電動(dòng)機(jī)靜止變頻器起動(dòng)控制理論。
　　分析了發(fā)電電動(dòng)機(jī)靜止變頻器起動(dòng)強(qiáng)迫換流過程的換相特點(diǎn)，建立了強(qiáng)迫換流階段

4、電樞電流換相過程的精確計(jì)算模型，分別計(jì)算了基于簡(jiǎn)化模型和精確模型的電流諧波特性，指出了簡(jiǎn)化模型存在的不足。在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了基于精確計(jì)算模型的定子磁動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式，分析了強(qiáng)迫換流過程中定子磁動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的諧波特性，并通過某發(fā)電電動(dòng)機(jī)靜止變頻器起動(dòng)強(qiáng)迫換流過程的有限元計(jì)算，驗(yàn)證了精確模型和諧波特性分析的正確性，解決了靜止變頻器系統(tǒng)濾波裝置設(shè)計(jì)中諧波準(zhǔn)確計(jì)算的問題。針對(duì)發(fā)電電動(dòng)機(jī)靜止變頻器起動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)，提出了基于定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)匹配抑

5、制電機(jī)內(nèi)諧波的方法，并通過對(duì)強(qiáng)迫換流階段不同位置定轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)匹配系數(shù)的計(jì)算，找出了電機(jī)內(nèi)磁場(chǎng)畸變與定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)匹配系數(shù)的變化規(guī)律，為發(fā)電電動(dòng)機(jī)靜止變頻器起動(dòng)系統(tǒng)容量的選擇提供了新的思路。
　　總結(jié)分析了發(fā)電電動(dòng)機(jī)靜止變頻器起動(dòng)系統(tǒng)的故障類型，通過對(duì)靜止變頻器逆變橋臂斷路故障時(shí)磁動(dòng)勢(shì)的研究，提出了逆變橋一橋臂斷路容錯(cuò)運(yùn)行的可行性，建立了發(fā)電電動(dòng)機(jī)靜止變頻器起動(dòng)時(shí)步有限元模型，在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)步有限元模型的基礎(chǔ)上，對(duì)靜止變頻器逆變橋一支路橋

6、臂斷路起動(dòng)過程進(jìn)行了有限元計(jì)算，得到了不同時(shí)刻故障后轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的變化規(guī)律，驗(yàn)證了逆變橋一支路橋臂斷路容錯(cuò)能力。根據(jù)故障時(shí)刻轉(zhuǎn)子位置提出了改進(jìn)容錯(cuò)導(dǎo)通控制方案，有限元計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了改進(jìn)方案的有效性，并根據(jù)故障前后定子繞組感應(yīng)電勢(shì)的特點(diǎn)，提出了逆變橋斷路故障診斷方法，為靜止變頻器可控硅狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供了新的檢測(cè)途徑。
　　論文研究?jī)?nèi)容為我國(guó)大容量靜止變頻器起動(dòng)系統(tǒng)的研制開發(fā)提供了理論參考，對(duì)發(fā)電電動(dòng)機(jī)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義