CN102185551A - Mw级双馈风力发电机电磁计算方法 - Google Patents

Mw级双馈风力发电机电磁计算方法 Download PDF

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CN102185551A CN 201110123964 CN201110123964A CN102185551A CN 102185551 A CN102185551 A CN 102185551A CN 201110123964 CN201110123964 CN 201110123964 CN 201110123964 A CN201110123964 A CN 201110123964A CN 102185551 A CN102185551 A CN 102185551A
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蔡梅园
王明川
张修兵
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Dongfang Electric (leshan) New Energy Equipment Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种MW级双馈风力发电机电磁计算方法，它包括图表数据库建立和电磁计算步骤，所述的电磁计算包括以下步骤：发电机数据输入；发电机主要尺寸计算及参数设定；发电机绕组选择；有功功率计算；判断有功功率与给定功率是否相同，若相同则进入下一步骤，若不相同，则转到“主要电机尺寸计算及参数设定”子步骤；电势系数计算；转子励磁电压和励磁容量计算；性能参数计算；判断性能参数是否符合要求，若符合则进入下一步骤，若不符合，则转到“发电机数据输入”步骤；输出数据和特性曲线并保存到图表数据库，采用模块化编程，将相关信息录入图表数据库，具有结构简单、方便查找等优点。

Description

MW级双馈风力发电机电磁计算方法
技术领域
本发明涉及一种发电机电磁计算方法，特别是涉及一种MW级双馈风力发电机电磁计算方法。
背景技术
电机的电磁计算是电机设计的核心内容，它不仅关系到电机的性能、运行稳定性、寿命、生产成本、运行成本，还关系到能否满足用户要求、外围设备接口要求以及工艺要求，是进行结构设计的先决条件，传统的笔算确定一套较满意的电磁方案耗时较长，少则2～3周，多则一个月，投入的人力也较多，而且精度不高、误差较大，随着新技术新材料的不断出现，传统的电磁计算方法在对电磁计算方面没有考虑到风力发电机自身运行特点和功率特性，存在耗时、工作效率低、结构复杂、扩展性低等缺点。
发明内容
本发明的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、可扩展的MW级双馈风力发电机电磁计算方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：MW级双馈风力发电机电磁计算方法，它包括发电机图表数据库建立和电磁计算步骤，其中，所述的发电机图表数据库包括各型号发电机的试验数据、各型号发电机的计算数据；
所述的电磁计算步骤包括以下子步骤：
（1）发电机数据输入；
（2）发电机主要尺寸计算及参数设定，选定发电机的主要尺寸时按以下公式计算：                                                
Figure 802838DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 2011101239641100002DEST_PATH_IMAGE002
为电势系数，
Figure 251136DEST_PATH_IMAGE003
为电机的额定功率，
Figure 2011101239641100002DEST_PATH_IMAGE004
为电机的功率因数，所述的参数设定包括按用户要求给定电机的功率因数，设定电势系数初始值等；
（3）发电机绕组选择，选择定、转子绕组的有效串联匝数比为：
Figure 437398DEST_PATH_IMAGE005
，其中，
Figure 2011101239641100002DEST_PATH_IMAGE006
为转子开路电压；
（4）有功功率计算，其公式为：
Figure 363766DEST_PATH_IMAGE007
，其中，
Figure 2011101239641100002DEST_PATH_IMAGE008
为定子电流的有功分量，为定子电压，
Figure 2011101239641100002DEST_PATH_IMAGE010
为定子电流，
Figure 407125DEST_PATH_IMAGE011
为转子电流，
Figure 2011101239641100002DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 674159DEST_PATH_IMAGE013
分别为定子、转子电阻；
（5）判断有功功率与给定功率是否相同，若相同则进入下一步骤，若不相同，则转到“主要电机尺寸计算及参数设定”子步骤；
Figure 2011101239641100002DEST_PATH_IMAGE014
（6）电势系数计算，其公式为：
Figure 404217DEST_PATH_IMAGE015
，其中，
Figure 73096DEST_PATH_IMAGE008
为定子电流的有功分量，
Figure 2011101239641100002DEST_PATH_IMAGE016
为定子电流的无功分量，
Figure 470055DEST_PATH_IMAGE012
为定子电阻，
Figure 224384DEST_PATH_IMAGE017
为定子漏电抗，
Figure 961396DEST_PATH_IMAGE009
为定子电压；
（7）转子励磁电压和励磁容量计算，其中，转子励磁电压计算公式为：
Figure 2011101239641100002DEST_PATH_IMAGE018
，式中，
Figure 15940DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 2011101239641100002DEST_PATH_IMAGE020
，，
Figure 2011101239641100002DEST_PATH_IMAGE022
，
Figure 93934DEST_PATH_IMAGE023
，
Figure 2011101239641100002DEST_PATH_IMAGE024
，转子变频器的励磁容量计算公式为：
Figure 369058DEST_PATH_IMAGE025
，其中，
Figure 2011101239641100002DEST_PATH_IMAGE026
为发电机定子的输出容量，为定子电流的有功分量，为定子电流的无功分量，
Figure 607775DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 93114DEST_PATH_IMAGE013
分别为定子、转子电阻，、
Figure 362738DEST_PATH_IMAGE027
分别为定子、转子漏电抗，
Figure 844535DEST_PATH_IMAGE009
为定子电压，为激磁电抗；
（8）性能参数计算；
（9）判断性能参数是否符合要求，若符合则进入下一步骤，若不符合，则转到“发电机数据输入”步骤；
（10）输出数据和特性曲线并保存到图表数据库。
本发明的有益效果是：本发明通过建立图表数据库，将以往的电磁方案、新设计的电磁方案以及电机常用曲线、图表等信息录入数据库，方便查询和使用，采用模块化编程，具有结构简单、节省时间、思路清晰、便于调试、可读性高、扩展性强、可移植性好等优点。
附图说明
图1为电磁计算流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述：
如图1所示，MW级双馈风力发电机电磁计算方法，它包括发电机图表数据库建立和电磁计算步骤，其中，所述的发电机图表数据库包括各型号发电机的试验数据、各型号发电机的计算数据；
所述的电磁计算步骤包括以下子步骤：发电机数据输入；发电机主要尺寸计算及参数设定，选定发电机的主要尺寸时按以下公式计算：
Figure 727041DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 79525DEST_PATH_IMAGE002
为电势系数，
Figure 428598DEST_PATH_IMAGE003
为电机的额定功率，
Figure 866532DEST_PATH_IMAGE004
为电机的功率因数，所述的参数设定包括按用户要求给定电机的功率因数，设定电势系数初始值等；发电机绕组选择，选择定、转子绕组的有效串联匝数比为：
Figure 287149DEST_PATH_IMAGE005
，其中，
Figure 759719DEST_PATH_IMAGE006
为转子开路电压；有功功率计算，其公式为：，其中，
Figure 329557DEST_PATH_IMAGE008
为定子电流的有功分量，
Figure 553865DEST_PATH_IMAGE009
为定子电压，
Figure 615362DEST_PATH_IMAGE010
为定子电流，
Figure 306238DEST_PATH_IMAGE011
为转子电流，
Figure 718765DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 746763DEST_PATH_IMAGE013
分别为定子、转子电阻；判断有功功率与给定功率是否相同，若相同则进入下一步骤，若不相同，则转到“主要电机尺寸计算及参数设定”子步骤；
Figure 459505DEST_PATH_IMAGE014
电势系数计算，其公式为：
Figure 649177DEST_PATH_IMAGE015
，其中，
Figure 549000DEST_PATH_IMAGE008
为定子电流的有功分量，
Figure 115111DEST_PATH_IMAGE016
为定子电流的无功分量，
Figure 823304DEST_PATH_IMAGE012
为定子电阻，为定子漏电抗，
Figure 570997DEST_PATH_IMAGE009
为定子电压；转子励磁电压和励磁容量计算，其中，转子励磁电压计算公式为：
Figure 940799DEST_PATH_IMAGE018
，式中，
Figure 362553DEST_PATH_IMAGE019
，，
Figure 768443DEST_PATH_IMAGE021
，
Figure 348460DEST_PATH_IMAGE022
，
Figure 359142DEST_PATH_IMAGE023
，
Figure 327098DEST_PATH_IMAGE024
，转子变频器的励磁容量计算公式为：
Figure 423230DEST_PATH_IMAGE025
，其中，
Figure 665992DEST_PATH_IMAGE026
为发电机定子的输出容量，
Figure 531180DEST_PATH_IMAGE008
为定子电流的有功分量，
Figure 670037DEST_PATH_IMAGE016
为定子电流的无功分量，
Figure 253465DEST_PATH_IMAGE012
、分别为定子、转子电阻，
Figure 894979DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 204738DEST_PATH_IMAGE027
分别为定子、转子漏电抗，为定子电压，
Figure 860027DEST_PATH_IMAGE028
为激磁电抗；性能参数计算；判断性能参数是否符合要求，若符合则进入下一步骤，若不符合，则转到“发电机数据输入”步骤；输出数据和特性曲线并保存到图表数据库。
本发明通过建立图表数据库，将以往的电磁方案、新设计的电磁方案以及电机常用曲线、图表等信息均录入图表数据库，方便查询和使用，可为设计人员调试电磁方案提供建议，绝大部分图表没有现成的对应公式可查询，在进行编程时可根据图表所示参数的物理意义，选择适合的函数，利用专业的拟合软件matlab软件进行拟合，如果很难用一个函数准确的拟合出该曲线，则采用分段拟合方式进行拟合，得出能够替代该图表的函数，采用模块化编程，具有节省时间、思路清晰、便于调试、可读性高、扩展性强、可移植性好等优点。

Claims (1)

1.MW级双馈风力发电机电磁计算方法，其特征在于：它包括发电机图表数据库建立和电磁计算步骤，其中，所述的发电机图表数据库包括各型号发电机的试验数据、各型号发电机的计算数据；
所述的电磁计算步骤包括以下子步骤：
（1）发电机数据输入；
（2）发电机主要尺寸计算及参数设定；
（3）发电机绕组选择；
（4）有功功率计算；
（5）判断有功功率与给定功率是否相同，若相同则进入下一步骤，若不相同，则转到“主要电机尺寸计算及参数设定”子步骤；
（6）电势系数计算；
（7）转子励磁电压和励磁容量计算；
（8）性能参数计算；
（9）判断性能参数是否符合要求，若符合则进入下一步骤，若不符合，则转到“发电机数据输入”步骤；
（10）输出数据和特性曲线并保存到图表数据库。
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