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精品论文设计---三相同步发电机的电磁设计

毕 业 设 计 论 文
三相同步发电机的电磁设计

题 目: 院系: 专业: 班级: 学号: 学生姓名: 导师姓名: 完成日期:

(论 文)任 务 书
———☆——— 姓名 系别 专业 班级 学号

一、基本任务及要求: 1、基本技术要求: 625 KVA?1)基本数据:额定容量 SN 连接方式 Y 400V?额定电压 UN 额定转速 设计(论文)题目: 无刷同步发电机主发电机的 设计 指导老师 邓秋玲 教研室主任 石安乐 1000r/min?nN 相数 m=3 功率因数 0.8??c0s 0.94?? 绝缘等级 F 2) 性能要求:(1)线电压波形畸变率<5%;(2)动态性能优良;(3)有过电压保护。 2、本毕业设计课题主要完成以下设计内容: (1) 主发电机的电磁设计方案; (2) 无刷励磁方案的设计; (3) 主要零部件图(定子冲片、定子绕组、转子冲片、转子绕组、 电机总装图等)的绘制; (4) 说明书。 二、进度安排及完成时间:

前 言
随着工业技术的飞跃发展, 能源危机在世界都变的越来越严重了,同时人们 对节能、环保、高效都提出了很高的要求。而作为消耗 70%左右电能的电机,对 其节能和获得更高的 效率有着非常重要的现实的意义。 由于电能具有生产和变换比较的经济,传输分配比较的容易,使用和控制比 较的方便等优点,因而成为现代最常用的一种能源。并且随着国民经济的发展, 自动化程度越来越高,对电的需求量越来越大,同时对电的质量也提出了要求, 无疑对同步发电机的性能也提出了要求。 同步发电机是一种交流发电机, 它区别另外一种交流电机异步发电机的一个 重要的特征是它的转速与电流的频率之间有个严格的关系 N=60f/p,(P 为电机 的极对数)。所以当同步电机的极对数和转速一定的时,其感应交流电动势的频 率也是一定的。 同步发电机是一种交流发电机 , 它区别另外一种交流电机-异步发电机的一 个重要的特征是它的转速与电流的频率之间有个严格的关系 ,即:n=1 或者超 前的功率因数下以改善电网的功率因数。同步发电机还可以用做调相机,实际是 不接负载的空载电动机, 向电网输送电感性或电容性的无功功率以提高电网运行 的经济性及其电压的稳定性。 在现代的电力工业无论是用火力发电还是水力、 原子能或柴油机发电几乎全 部采用同步发电机。 同步电机还可以用做恒速的电动机,虽然其结构较异步机复 杂些,但是它可以运行在 cos∮=1.由于同步电机具有别的电机无法比拟的优点, 目前世界各国均在研究、 生产和应用。不管是从高速发展的电力工业以适应国民 经济飞跃发展的需要还是从提高发电机的效率降低运行成本着眼, 都要求增大发 电机的容量。为了降低电枢电流,还使用一些电气配套设备易于制造,或省去发 电机的升压设备,这就要把同步发电机的额定电压提高到 20KV 以上,因此相应 研究也在展开。 此外同步发电机的转子部件也需要承受很大的机械应力, 这就需要研究有更 高强度极限的转子部件,磁轭钢板等部件。提高电枢单位周长的安培导电数 A 或气隙磁密 B,则可减少电机尺寸,降低电机成本。但由于磁通密度 B 受电机材 料的限制而无法提高,需要研制出饱和系数更高的材料。 本设计还有不足之处敬请各位老师、专家批评指正。

湖南工程学院毕业设计论文

目 录
摘要 ·················Ⅰ Abstract ··············· Ⅱ 第 1 章 我国电机制造工业的发展概况 ················ 1 第 2 章 无刷同步发发电机励磁系统的研究 ···············3 2.1 无刷同步发电机励磁系统概述 ··················3 2.2 晶闸管无刷励磁系统 ···············3 2.3 无刷励磁系统的分类 ············5 2.3.1 按交流励磁功率源来分 ············5 2.3.2 按旋转元件划分 ············5 2.4 无刷励磁系统的选择 ·············6 2.5 旋转整流器励磁系统 ············ 6 2.5.1 旋转整流器的设计 ··········7 2.5.2 旋转整流桥元件的选用 ·············7 2.5.3 旋转整流器元件的安装方式 ·············8 2.5.2 旋转整流器的保护措施 ···············8 2.6 励磁系统的发展趋势 ···············8 第 3 章 无刷同步发发电机结构和原理 ··············10 3.1 结构模型 ·············10 3.1.1 凸极式转子 ············10 3.1.2 隐极式转子 ············11 3.2 磁极结构的选择 ··········11 3.3 磁极形状的选择 ············13 3.4 无刷同步发电机的工作原理 ·············13 第 4 章 无刷励磁发电机的简单介绍 ··············15 4.1 主发电机 ············15 4.1.1 较小的线电压波形畸变率 ···········15 4.1.2 动态性能 ··········15 4.1.3 维持短路电流的能力 ············15 4.1.4 加装全阻尼绕组 ············15 4.2 交流励磁机 ··········· 16 4.2.1 交流励磁机的设计要求 ············16 4.2.2 特殊的电压变比和电流变比 ···········16 4.2.3 交流励磁机的电枢反应 ··············16 4.3 旋转整流器的简述 ·············17

4.4 交流励磁机和旋转整流器的安装 ·················18 第 5 章 方案总体设计 ··············19 5.1 课题的目的和意义 ···············19 5.2 总体设计方案 ························· 19 5.3 无刷同步发电机主发电机的电磁设计············ ··21 结束语 ·····························38 参考文献献 ···························39 致谢 ······························40

湖南工程学院毕业设计论文 三相同步发电机主发电机的电磁设计 摘要: 交流励磁机的电枢绕组的负载是一个经过旋转整流器供电的大电感,加之 由于励磁机的电枢绕组内电抗的存在,使旋转整流器换相时,电流不能突变,产 生了换相角,这使交流励磁机的输出相电压、相电流波形发生了畸变,本设计的 交流励磁机的计算主要解决了以下两个问题: (1)如何根据主发电机给定的直流励磁电压 UBH 和直流励磁电流 IBH,计算出 交流励磁机的输出交流相电势、相电流,及励磁机的容量 P; ,及其所需的励磁磁势。 关键词:无刷;同步;电磁计算;旋转整流器电压? (2)如何计算交流励磁机的电枢反应,功率因数 cos

Abstract:It is a great inductance of supplying power through rotating the rectifier to exchange the load of the armature winding of the exciter, because of armature existence of reactance in the winding of exciter , make rotatory rectifier at the phase of transfering to, electric current can change suddenly, produce change photo corner, this make output looks voltage , phase electric current wave form to exchange exciter distortion has taken place, the calculation of the exchange exciter originally designed has solved two following problems mainly: (1)What the voltage of direct current excitation given definitely according to the main generator and direct current excitation electric current, calculate out the output which is exchanged the exciter and exchange looks electric potential , looks electric current , and capacity P of the exciter; (2)How to calculate the armature which is exchanged the exciter to reflect, power factor, and necessary excitation magnetism tendency. Have sense winding in harmony wave to start motor and control design of circuit Keyword : Does not there is not scrubing ; Synchronism ; Electromagnetism calculation ;Revolvin

第 1 章 我国电机制造工业的发展概况 20 世纪 40 年代以前,由于我国工业起步较晚,电机制造工业极端落后。新 中国成立后,随着工业的不断发展,电机工业才得以迅速发展,产品的品种、数 量不断增加,技术水平逐步提高。50 年代一仿制国外产品为主,60 年代起即走 上自行设计的道路;50 年代初只能生产一般中小型电机,不久即能制造大型发 电设备和特殊用途电机。下面对我国电机制造工业的发展概况作一简要介绍。 1.1 产品品种、规格不断增加,单机容量迅速增大,技术经济指标逐步提高 在发电机发面,继第一台 10MW 空冷水轮发电机(1955 年)、6MW 空冷气轮 发电机(1956 年)和 12MW 双水内冷气轮发电机(1958)诞生,又制成 100MW 双 水内冷和氢内冷、125MW 与 200MW 双水内冷、200MW 水氢冷和 300MW 双水内冷与 水氢冷气轮发电机,225MW 空冷、300MW 双水内冷与空冷水轮发电机和 600MW 水 氢冷气轮发电机。国产气轮发电机在不长时间内,就从空冷、氢冷发展到双水内 冷和水氢冷, 从而掌握了大型气轮发电机,除全氢冷以外的各种主要冷却方式的 技术。 在中小型电机方面,自从 1953 年进行第一次全国统一设计后,中小型电机 的生产开始摆脱过去的混乱局面,走上统一和系列化的道路。据统计,到目前为 止,我国生产的中小型电机系列,除一般电机或基本系列外,还有防爆、船用、 潜水、单绕组多速、力矩、起重冶金、高起动转矩、辊道、电磁调速、热带型、 屏蔽电机、磁阻式同步电动机及永磁电机等派生系列和专用系列。此外,还研制 了中小型无槽直流电机、晶闸管供电直流电动机、潜油电机、钻探电机、谐波励 磁同步发电机等多种新产品。 从目前情况看来,一般或基本系列中小型电机已能 满足国民经济各部门的需要,其技术经济指标也在逐步提高。 1.2 积极采用新技术、新材料、新结构和新工艺 我国在发展电机时,十分注意新技术、新材料、新结构和新工艺的采用。 在采用新技术方面, 首先是应用电子计算机来进行电机的电磁计算以及磁场、温 度场计算和零部件机械计算。其他像感应电机的单绕组和三角型 Y 混合联结绕 组,同步电机的无刷励磁、静止半导体励磁、谐波励磁和整块磁极,直流电动机 的晶闸管供电和无槽电枢, 以及双水内冷技术、直线电机等也都先后正式用于生 产。

在绝缘材料方面,目前我国生产的电机中,主要采用 E、B 两级(其中 E 级 约占 2/3 左右),F、H 级仅在少数要求较高或特殊用途的电机应用,但前者正 积极地分别向 B、F 级过渡。近年来,我国还在氢冷汽轮发电机上应用了液体塑 料密封材料,以代替传统的橡胶皮条等固体密封材料,改善了密封性能。 在工艺水平和机械化、自动化程度方面,小型电机的机座与转 ZHU 加工、静 电喷漆、总装实验等自动线均已正式采用;级进式冲模、大型压铸机、定子绕组 自动下线机、插槽绝缘机、端部整形机、自动绕线机等新设备及真空压力浸渍、 中型感应电机转子导条环氧粉末涂敖、机座射压造型等新工艺的应用,也都使工 效大大提高,电机质量进一步改进。 1.3 标准化、系列化和通用化程度不断提高 1953 年以后多次组织了电机产品的改型设计和新系列统一设计,使我国从 发电设备、 大型交直流电机一直到种类繁多的中小型电机,大多数都有了自己的 系列。不但建立了若干产量大、使用面广的基本系列,还建立了应用场合比较特 殊的派生系列和专用系列。在电机零部件和安装尺寸、机座号等的标准化、系列 化、通用化方面也进行了大量工作,已形成自己的体系,还制订了电机专业的许 多国家标准,这些标准正逐步接近国际电工委员会的标准。 1.4 积极开展电机理论、测试技术和新型发电方式的研究 近年来,我国对电机绕组、附加损耗、附加转矩、电机冷却、大型电机的端 部磁场、电机测试技术以及超导电技术在电机的应用等方面开展了一系列研究, 取得不少成果。此外,我国还对原子能、磁流体、地热、太阳能、风力和燃气轮 机用于发电方面进行了一系列实验研究工作, 已建成一座实验性的地热发电站及 制成若干燃气轮发电机组。

第 2 章 无刷同步发电机励磁系统的研究
2.1 无刷同步发电机励磁系统概述 从目前来看, 励磁系统已成为交流同步发电机中最核心的部分,也是经典的 同步发电机中最有发展前途的部分之一,励磁系统的好坏,直接影响到同步发电 机的性能和运行质量。因此各国学者几十年来均致力于励磁系统的研究和改进。 研究结果表明,当发电机的励磁电流大于 8000A 时,由于受滑环材质、冷却条件 以及碳刷均流的影响,制造相应容量的滑环是困难的。为此,对于大型发电机采 用无刷励磁系统是适宜的。 从长远来看无刷励磁方式是同步发电机今后的发展方 向。 励磁系统通常包含励磁机、 手调励磁系统、 自动励磁系统、 灭磁装置等设备。 作用是当电机正常运行时, 供给维持一定的电压和一定的无功输出范围所需要的 励磁电流:当电力系统发生短路或突然加负载、甩负载时,对电机强行励磁和减 磁,以提高电力系统的运行稳定性:当电机内部发生短路时,对电极进行灭磁, 以避免事故扩大。 一般来说,无刷励磁发电机由两台电机组成,即主发电机和交流励磁机。对 于主发电机而言,由于采用交流励磁机和旋转整流器,实现了励磁无刷化。但对 于交流励磁即来说,它也是一台三相交流发电机,它也需要励磁。根据交流励磁 机的励磁特点,我们可以把无刷励磁同步发电机划分许多不同的励磁方式。 2.2 晶闸管无刷励磁系统 在无刷励磁系统中, 将旋转的二极管整流器代以晶闸管整流元件,将会显著 地提高励磁系统控制的快速性, 但是在实现这一控制方式时,在技术上存在很大 难点, 因为在晶闸管无刷励磁系统中,需将处于静止侧的触发脉冲供给旋转的晶 闸管整流元件, 即要求在静止部分和旋转部分之间建立一个控制联系。英国派生 斯公司所采用的方法是在无刷主励磁机的主轴上装一台极数与主励磁机相同的 小型旋转电枢控制用励磁机,其电枢各相的末端接于旋转晶闸和整流器的控制 极, 从而提供了与主励磁机电枢电压波形同步的触发脉冲。控制励磁机的电压与 主励磁机与主励磁机电压之间的相位移, 决定于它们之间固定磁场系统之间的物 理角。改变此角度即改变了晶闸管整流器的触发角。 实际上, 控制励磁机在纵轴及横轴上均设有励磁绕组。这两个励磁绕组引入 与自动控制成比例的控制电流, 并使两绕组的合成磁通势为常数。改变两控制量 的比例即可使其合成磁通势在空间位置发生变化, 达到改变晶闸管整流器控制触 发角的目的。 这样, 便可控制主励磁机的电压由正的电压最大值到负的电压最大 值,而控制时间小于 0.01S,和采用二极管的方案比较,采用晶闸管整流器的交 流励磁机尺寸要大一些,因为此时交流励磁机是按恒定电压方式工作的。 根据上述原理设计的晶闸管无刷励磁系统应注意以下问题: (1) 通过晶闸管的正向电流上升率不超过规范值,否则会由于晶闸管元件局部 发热而损坏。

(2) 正向电压的上升率不得超过规定值,否则在元件的控制极上未加脉冲前亦 有可能 也会引起误触发导通。 (3) 控制极电流必须同时迅速地加在全部应导通的并联晶闸管元件上。 (4) 必须提出有效的方法, 以保证输出电流在正向压降和导通特性不同的并联 晶闸管 元件之间均匀分配。 (5) 必须防止整流器的逆变颠覆。如果整流器以接近于 180°的控制角工作, 就有可 能发生某桥臂一直保持导通的故障情况。 (6) 控制系统必须有抗干扰的能力。 英国派生斯公司曾根据上述原理研制了试验性晶闸管无刷励磁系统, 以检验设计 的 正确性。 原型 500kVA 交流励磁机在设计时, 虽然其输出适用于 60MW、 3000r/min 的汽轮发电机组,但是在整流环、电枢的直径、电流负载及晶闸管元件的选择上 亦适用于 660MW 汽轮发电机组无刷励磁系统。 在晶闸管无刷励磁系统的触发方式上, 派生斯公司还发展了旋转脉冲变压器触发 方 式,在转轴上进行脉冲放大是其设计的特点。 当汽轮发电机组采用晶闸管无刷励磁系统时,除可提高控制系统的快速性外,还 可 利用逆变进行灭磁这亦是此系统的主要优点之一。 前苏联在开发大型汽轮发电机的晶闸管无刷励磁系统方面也取得了举世瞩目的 成 就。在解决怎样由静止侧将触发脉冲信号传递到旋转晶闸管整流器侧的问题时, 采用了简单、 可靠的无触点控制系统,以装在与旋转晶闸管元件同一轴上的旋转 脉冲变压器来传送控制脉冲。 脉冲变压器定子和转子的磁路为环形,定转子间有 一小气隙。 变压器的一次和二次绕组相应地置于定子和转子槽中。 基于以上研究, 有可能生产一台用于 300MW 汽轮发电机原型晶闸管无刷励磁装置。 在原型上进行的研究表明,在脉冲变压器二次绕组控制脉冲前沿持续时间约为 70 μ s 的情况下,分别接于交流励磁机电枢绕组并联支路的晶闸管元件导通过程正 常。 在 300~900μ s 内改变触发脉冲持续时间,对以汽发电机磁场绕组为负载的 晶闸管励磁装置是足够的。

2.3 无刷励磁系统的分类

2.3.1 按交流励磁功率源来分
A 永磁发电机式无刷发电机交流励磁机的励磁功率由永磁发电机供给。 即整体来 看也属于一种他励式发电机。 此种励磁方式多用于航空无刷发电机或大型无刷同 步发电机中。 B 从主绕组中获得励磁功率源的基波励磁无刷发电机。 该类无刷发电机又可以分 为复励和无复励两种。 有复励式除了采用主绕组电压源外,还利用电流互感器从 主机获得复励分量, 而且交流励磁机定子磁场线圈由两个独立绕组组成。一个绕 组由主机源供电, 另一个绕组由电源供电,两个磁场可接成复励也可以接成差动 式的复合关系。有复励部分的交流无刷发电机动态性能好,但结构复杂。无复励 式交流无刷发电机动态性能差,但线路简单。 C 三次斜波励磁无刷系统交流励磁机的励磁功率源由定子中的三次斜波辅助绕 组供给。具有斜波励磁的优点,即这种励磁方式本身就具有较强的复励能力,故 动态性能好,强励能力强,能直接起动较大容量的电机。同时在控制线路简单的 情况下,可以获得很高的稳定电压调整率。 D 旋转相复励无刷发电机旋转相复励无刷发电机的交流励磁机和前面所叙的交 流励磁机的不一样, 它是一种特殊的旋转复砾变压器。在这种交流励磁机的定子 上配有电流绕组和经过电抗器移相绕组。 转子部分配有相当于变压器副边的电枢 绕组。这种励磁方式具有动态性能好,铁心尺寸比一般交流励磁机小,有较高的 电压调整率等优点。但制造工艺复杂,体积大,自动建压比较困难。

2.3.2 按旋转元件划分
A 旋转二极管式的无刷励磁发电机 其旋转整流器由一般的旋转二极管组成,线路简单,但一般动态性能差。 B 旋转晶闸管式无刷发电机其旋转整流器由旋转晶闸管组成。该励磁方式是 70 年代发展起来的新技术,是为 了克服二极管式无刷发电机动态性能反应慢的缺点而出现的。 其动态性能指标达 到了静止励磁的水平恢复时间为 0.2 秒。但线路复杂,成本高。目前用于中型无 刷发电机

2.4 励磁系统的选择
根据设计的要求,励磁系统必须有反应快,无电刷,能快速灭磁等特点,比 较各种励磁系统的特点,最终我选择了用旋转整流器励磁系统 。该励磁系统具 有反应速度快,有旋转机械,无电刷,能快速减磁和灭磁,独立运行性能高等特 点,基本符合设计的要求。

2.5 旋转整流器(晶闸管)励磁系统
励磁旋转晶闸管式无刷发电机的特点是自动电压调节器(AVR)与旋转晶闸 管装于同一个轴上,直接对主励磁电流进行调节,故动态性能好,反应速度快。 只有整定电位器在转子的外面, 以便对电压进行整定。测量信号通过变压器由不 动的定子部分传送给旋转的转子部分, 从而调节 AVR 的输出, 以达到控制的方式。 2.5.1 旋转整流器的设计 旋转整流器是无刷发电机的重要部件,整流管的可靠性直接影响发电机的运行。 整流线路的选择, 在主机参数不变的情况下选用半波或全波线路各有优缺点,应 根据具体情况来决定。0.995;三相半波线路功率因数低,?? (1) 三相全波线路功率因数较高,cos 0.827。另外,三相全波整流效率高,交流励磁机可设计的经济些。??cos (2) 三相全波动态较好。 (3) 三相半波时,每个桥臂串接的整流器少,起励比较容易。但每个元件上承 受的反向电压比全波时高一倍。 (4) 三相全波要用 6 个旋转整流器, 是半波线路的两倍。 元件愈多, 故障愈多, 故可靠性比半波时差,且结构复杂,连线多。 (5) 若充分利用旋转整流器位置,可采用双路并联的三相半波整流电路,其可 靠性可大为提高。 一般说来,对小容量的电机,为了追求结构紧凑,简单可靠,以选择三相半 波整流线路为宜。 对于较大容量电机或为了获得较好的动态性能,以选择三相全 波整流线路较好。故本设计先用三相全波线路。 旋转整流管采用模块结构, 它将一个桥臂做成一个模块,一个完整的整流桥 由四个桥臂组成,其中三个桥臂组成三相整流桥,另一个桥臂是压敏电阻,对整 流桥进行保护,每个桥臂用螺钉直接固定到转轴上。 2.5.2 旋转整流桥元件的选用 无刷电机的整流元件必须是能耐受强大的离心力,耐受机械振动的旋转元 件。要求它有极高的可靠性,在承受机械应力的情况下能保持良好的电气性能。 因此, 旋转整流元件除了元件制造厂在出厂前应进行严格筛选外,电机制造厂在 使用前,对其能否经受离心力、振动力以及热容量是否足够,也要经过超速、振 动和温升试验的严格挑选。 元件的筛选、老化试验项目有: (1) 长期静压试验; (2) 短时加压试验;

(3) 旋转与振动试验。 上述试验还需分带电与不带电二种工况进行。 对旋转整流器元件的电气参数的选择,即要考虑稳定运行工况,也要考虑各 种最恶劣的瞬时状态。 例如, 起动较大容量民步电动机或主发电机产生突然短路 等工况。 因此选用二极管时要有足够的裕度。一般二极管电流容量的选择可为每 个桥臂流过的工作电流的三倍。 1)、旋转二极管的电流 40.37A?44?0.367?2.5?0.367KIIfN?Id 2.5,I 为额定励磁电流,因此可选 IIIfN?2~4,取 K?K 为安全系数,K 电流为 40 安的整流管 2)、旋转二极管的电压 2347.4VRRMfN?106.7?10?1.1?2?U?10?1.1?2?U UfN 为额定励磁电压 因此可选耐压比 2347.4V 大的二极管 2.5.3 旋转整流元件的安装方式 转整流元件的安装与接线必须考虑旋转的要求。 目前旋转整流元件的安装方 式共有两种:一种是径向安装方式,它又分为受压应力旋和受拉应力二类;另一 种为轴向安装方式,旋转二极管受剪应力。各种安装方式各有优缺点,受压应力 方式比较合理, 但结构比较复杂。 受剪应力工作方式工作似较恶劣, 但结构简单, 容易维修。目前在一般小型无刷发电机中,采用轴向安装方式的较多,它结构紧 凑,易于安放保护电路。本次设计选用轴向安装。 2.5.4 旋转整流器的保护措施 由于对运行中的旋转整流器的工作状态不易监视与检测, 故必须对整流桥中 的旋转二极管采取适当的保护措施。以确保整流桥的可靠性。通常保护措施有两 类,一类为过流保护,可采用快速熔断器等元件进行保护。另一类为过压保护, 多采取硅堆、非线性压敏电阻或线绕电阻等元件进行保护。但在中、小型无刷发 电机中, 为了结构上的简便和提高机械上的可靠性,通常对过流保护是适当增大 整流元件的电流容量而不采用复杂的过流保护措施。至于过压保护,则通常只在 直流侧并一个非线性压敏电阻,有时并一个线绕电阻。 线绕电阻的安装方法是采用康铜丝或镍铬电阻丝绕制在旋转整流器装置圆盘之 外圆上的槽内, 这种布置方式的优点是易于散热,具有良好的运行可靠性和机械 平衡性。 一般认为, 保护电阻的选择,应以电阻中流过的电流大于整流元件的漏电流 为宜。据此,保护电阻的阻值均在数千欧以上。但从保护效果来看,保护电阻应 越小越好。但这样一来,将会使励磁机的励磁功率增加很多,同时也将会影响到 无刷发电机整机的动态性能。 根据日本西芝电机公司的经验,保护电阻阻值宜于 选择为主发电机磁场电阻的 30~60 倍。

本设计采用压敏电阻对整流管进行保护,压敏电阻的选择,可取为额定励磁电压 的 4~5 倍,便可将过电压水平限制在额定励磁电压的 4~5 倍的范围内。

2.6 励磁系统发展趋势

数十年来, 实际应用过的励磁方式有多种,每一种励磁方式的出现都与当时 的技术水平和生产需要密切相关。早期发电机单机容量小,半导体技术还没有发 展起来, 所以绝大多数采用同轴直流励磁机的励磁方式。随着发电机单机容量的 增加, 高速直流励磁机的容量受换向器换流能力和离心力的限制,很难满足励磁 功率大于 500KW 的要求, 于是就出现了齿轮减速或电动发电机组的低速直流励磁 机方式和水银整流器励磁方式。 个别电厂为了解决高速大容量直流励磁机的稳定 运行难题, 创造了直流励磁机加发电机定子电流复励的方式。国内最大容量的高 速直流励磁机为 550KW,配用于 QFS 型双水内冷 125MW 等多种规格的发电机。 20 世纪 50 年代至 60 年代,出现了大功率半导体整流元件,于是就创立了 交流励磁机-整流器励磁系统, 取代大容量的直流励磁机。随着永磁材料不断进 步,永磁式副励磁机又取代了非永磁副励磁机。 目前交流励磁机-整流器励磁方式(含无刷励磁)广泛主用于 100MW 以上的 汽轮发电机组,直到目前最大的 1450MW 核电 1500r/min 核电发电机。 20 世纪 60 年代中期,出现了大功率晶闸管元件,于是又创立了多种与晶闸管元 件有关的励磁方式, 有交流励磁机或厂用电晶闸管励磁方式、并联自复励或串联 自复励的励磁方式、自并励静止励磁方式以及三次谐波励磁方式等。 当汽轮发电机的励磁电流达到数千安以上时,滑环和碳刷的矛盾比较突出, 同时防爆防火场合要求无火花,于是又开发了交流励磁机无刷励磁方式。 可见, 励磁系统技术是跟随机械换向器整流-不可控整流-可控整流的发展而发 展的,它们各有特点。 新型无刷励磁系统的原理接线图.它的副励磁机是永磁发电机,其磁极是旋 转的,电枢是静止的,而交流励磁机正好相反.交流励磁机的电枢、可控硅整流 元件、 发电机的励磁绕组都在同一根轴上旋转,所以它们之间不需要任何滑环与 电刷等接触元件,这就实现了无刷励磁. 同时,与原无刷励磁系统相比,新型励 磁机转子上装有高速开关器件——IGBT 三相桥,它的触发电路采用光电系统, 即其触发电路为套在轴上旋转的光环(暂称为光转子), 励磁机定子上装有接成若 干对极的励磁绕组和光环静止部分(暂称为光定子), 励磁机控制器在综合控制信 号和同步发电机运行参数的基础上,将控制信息准确无误地传递到旋转着的 IGBT 桥上的触发电路,而且能实现逆变灭磁。

第 3 章 无刷同步发电机的结构和原理
3.1 结构模型 同步发电机和其它类型的旋转电机一样, 由固定的定子和可旋转的转子两大部分 组成。一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。

转场式同步发电机的结构模型, 其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽,槽内嵌放 着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢,定子 铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。 转子铁心上装有制成一定形状的成对磁 极,磁极上绕有励磁绕组,通以直流电流时,将会在电机的气隙中形成极性相间 的分布磁场,称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场)。气隙处于电枢内圆和转子 磁极之间, 气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大 影响。 除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机,其磁极安装于定子上,而交流绕 组分布于转子表面的槽内,这种同步电机的转子充当了电枢。图中用 AX、BY、 CZ 三个在空间错开 120 电角度分布的线圈代表三相对称交流绕组。 同步电机的结构分为旋转电枢式和旋转磁极式两种, 前者偶然用与小容量同步机 中, 后者是同步机的主要结构形式。 在旋转磁极式中又分为隐极式和凸极式两种, 前者的气隙是均匀的, 后者的是不均匀的。隐极式结构的转子机械强度大并能更 好的固定转子绕组,所以多用与高速同步电机,例如 3000r/min 的汽轮发电机。 凸极同步机多用与低速和中速的场合,例如水轮发电机或柴油发电机中。此次设 计的发电机属于中小型发电机,从经济性考虑,采用凸极式。 3.1.1 凸极式转子

凸极式转子上有明显凸出的成对磁极和励磁线圈,如图 15.3 所示。当励磁线圈 中通过直流励磁电流后, 每个磁极就出现一定的极性, 相邻磁极交替为 N 极和 S 极。对水轮发电机来说,由于水轮机的转速较低,要发出工频电能,发电机的极 数就比较多,做成凸极式结构工艺上较为简单。另外,中小型同步电机多半也做 成凸极式。 3.1.2

隐极式转子 隐极式转子上没有凸出的磁极,如图 15.2b 所示。沿着转子本体圆周表面上,开 有许多槽,这些槽中嵌放着励磁绕组。在转子表面约 1/3 部分没有开槽,构成所 谓大齿, 是磁极的中心区。 励磁绕组通入励磁电流后, 沿转子圆周也会出现 N 极 和 S 极。在大容量高转速汽轮发电机中,转子圆周线速度极高,最大可达 170 米/秒。为了减小转子本体及转子上的各部件所承受的巨大离心力,大型汽轮发 电机都做成细长的隐极式圆柱体转子。考虑到转子冷却和强度方面的要求,隐极 式转子的结构和加工工艺较为复杂。 3.2 磁极结构的选择 小型三相同步发电机可以采用凸极和隐极两种结构, 主要由个厂家的生产习惯和 工艺的不同而决定的,这两种结构各有优缺点,其比较见表:

70 年代末期发展了兼顾凸极和隐极结构优点的整体凸极叠片转子。这种结构磁 极和磁轭为一体,整体冲出,叠装在轴上,在铁心上包绝缘。励磁绕组由绕线机 直接绕到极身上,边绕边涮漆,然后烘干。这种设计、工艺和分离式凸极结构相 比的特点见下表: 第 19/53 页 在设计中采用整体凸极结构和绝缘材料的发展(采用 F 级),为了提高励磁绕组 的绝缘性能,改善励磁绕组的散热条件,使转子线圈工艺便于实现机械化。采用 整体凸极叠片转子,已经成为电机的一种发展方向。 3.3 磁极形状的选择 为了获得接近正弦分布的气隙磁场, 在凸极结构中一般采用最大气隙与最小 气隙之 1.5,极弧系数 a=0.7-0.73,对于采用三次斜波 ??m/?Di1lefD1Di1i1??m/?D 比为 1 1.0,即均匀气隙??m/?1.2-1.3。对于 30KW 以下的发电机,为了方便制造可以采 用??m/?磁发电机,为使空载和负载时斜波分量适当,一般采用最大气隙和最小 气隙之比为 3.4 无刷同步发电机的工作原理 当原动机拖动主发电机旋转时, 交流励磁机的电枢绕组首先将切割剩磁自励发出 交流电, 然后经旋转整流器变成直流电后进入主发电机转子绕组以励磁。这时主 发电机的输出端有电压。 励磁电源取自发电机输出端电压,称这种为自励恒压发 电机。

图 1 具有可控硅电压调节器的相复励励磁系统 A1 电压调节器 C1---3 电容器 G1 主电机 G 励磁机 L1 电抗器 R1 串联电阻器 T1-3 单相电流互感器 T5 压降补偿电流互感器 T5 整流变压器 V1 静止整流器 V2 旋转 整流器 只要调节交流励磁机的励磁电流,就可以改变主发电机的励磁电流,从而控制主 发 电机的输出端电压, 依靠连接于主发电机输出端和交流励磁机定子磁场绕组之间 的自动 电压调节器就可以稳定主发电机的端电压。见无刷同步发电机接线原理图(图 1)。 ◆主磁场的建立:励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场,即建 立 起主磁场。 ◆ 载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流 的 载体。 ◆ 切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁 场 随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组 (相当于绕组的导体反向切割励磁磁场) 。 ◆ 交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中 将会 感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线,即可提供交 流电源。 ◆ 感应电势 有效值:由第 11 章可知,每相感应电势的有效值为 (15.1)?4.44fN?E0 (15.1) ◆ 感应电势 频率: 感应电势的频率决定于同步电机的转速 n 和极对数 p ,即 ?pn f (15.2) 60 ◆ 交变性与对称性:由于旋转磁场极性相间,使得感应电势的极性交变;由于 电枢绕组的对称性,保证了感应电势的三相对称性。

第 4 章 无刷励磁发电机的简单介绍
一般的无刷交流发电机是由两个电机组成的,即主发电机和交流励磁机,因 此设计过程中也分为两个部分。

4.1 主发电机
主发电机是一般的三相交流同步发电机, 其设计的方法与普通的三相同步发电机 完全一样的。 但是由于无刷励磁原理上有一些特殊性以及科学的发展、技术的进 步, 对现代无刷同步发电机也提出了许多新的技术要求,从而使无刷发电机的设 计有新的特点。 4.1.1 较小的线电压波形畸变率 各国电机标准大都规定中、小型电机的畸变率不大于 10%。但是近年来,中、小 型无刷发电机广泛地用作为计算机隔离电源或应急用电源,因此,对发电机电压 波形的正弦畸变率应小于 5%。这对电极设计提出了更高的要求。这主要是从主 极磁场和绕组设计时候要考虑的。 4.1.2 动态性能 由于现代同步发电机许多供电负载,都是电子设备和配备有电子设备的装置,对 发电机的动态性能有很高的要求 0.1 左右。当然从电机系统观点来看还有许多其它的方法和其它的措施,例如: 合适的励磁方式,采用叠片磁极,全部阻尼绕组,合理的励磁机设计以及采用快 速反应的自动电压调节器等。???0.17~0.2 之间,Xd?取 xd?在主机设计的时候, 必须选择适当主机的瞬时电抗值以减少主机的时间常数。一般 4.1.3 维持短路电流的能力 无刷励磁发电机大多数都是作为无人管理的自动化电站电源, 故应能可靠地使配 电站系统的保护装置动作,排除故障,提高自动化电站的可靠性。国内、外无刷 发电机的技术要求中,均提出了应能维持 3 倍以上的额定短路电流,维持时间 2-3 秒的要求,在励磁方式的选择或励磁系统设计中加以考虑。 4.1.4 加装全阻尼绕组 无刷发电机为现代化电源, 均带有电子元器件的自动调节器和功率硅二极管,并 要求具有能并联运行的特性。所以采用阻尼套,一改善电机的并联运行性能,使 并联运行可靠, 同时可作为电压调节器及旋转整流器的第一道可靠的过电压保护 屏障。根据分析,当电机短路时,开路相会产生过电压。另外,发电机励磁绕组 在突加负载或负载短路的瞬变过程中也会产生过电压,很多研究者指出,当电机 有全阻尼绕组时, 磁场绕组的过电压约为 3-5 倍额定励磁电压,而没有阻尼绕组 时过电压可达到 10 倍以上。 凸极发电机的阻尼绕组是装在极靴的表面,极与极之间的连接一般采用端环,也 可以采用与转子冲片相同的铜板作阻尼端板,厚度 1.5-3mm,阻尼条与阻尼端板 焊牢。

这整体凸级冲片的磁极, 极中心没有磁极螺钉,阻尼条的布置可不受刺激螺钉的 限制,在容量较小 F 级绝缘的电机中,为了兼顾阻尼和通风,还设有阻尼板,板 厚为 1.5mm,阻尼板紧贴极身,高度约等于绕线的高度,两端卷成约¢10mm 的管 状,与阻尼端板焊牢,使转子绕成后在端部形成宽约 10mm 的通风道,可以改善 通风的效果。

4.2 交流励磁机
交流励磁机是一个旋转电枢式交流同步发电机。 但由于它的工作特点和负载 的特殊性,使它与一般的交流同步发电机不一样,因此在设计上有不同的特点。 4.2.1 交流励磁机的设计要求 一般同步发电机在允许的范围内变化时,其输出电压都要维持不变。但交流励磁 机输出电压。U3 随主发电机负载和工作温度变化而大幅度变化着,相应交流励 磁机的感应电动势也应大幅度变化。这就是交流励磁机的负载特点。 因此要满 足主发电机的强大的励磁要求,交流励磁机的磁路尺寸就必须根据 Ujmax 来设 计,使与此相应最大电动势 Emax 的磁路工作点处于空载特性的屈膝部。这样, 相应于交流励磁机额定工作状态的磁路工作点就必须处在线性部分, 即交流励磁 机的额定工作时的磁密要取得底。所以交流励磁机磁性材料的利用率极底,同容 量的交流励磁机的体积比一般的同步发电机大,重量也重 4.2.2 特殊的电压变比和电流变比 函数。其电压变比 Ku 和电流变比 K1 公式如下:?由于交流励磁机的电枢具有电 感,换相时其独特的电压变比和电流变比植,并且是换相器的 2.34 E2?d?Ku?cos?1 ?K )?cos?3.14(1?332??2cos) ?(1?cos)?I2sin(2?1 4.2.3 交流励磁机的电枢反应 由于交流励磁机的负载是个大电感(主机的磁场绕组),能使直流输出电流 Id 保持恒定,加之由于换相角的存在,结果使交流励磁机相电流波形与正弦波 相差很大。在计算的时候,应首先算出基波电流,然后计算出电枢反应磁势。 为了改善无刷发电机的动态特性,交流励磁机设计时必须注意以下 2 个问题 1) 尽量选用较小的短路比(大约 0.3-0.5 左右)以提高励磁机励磁电流的瞬时 灵敏度,缩短励磁机的时间常数. 2) 选用较高的频率,约为主机频率的 4-3 倍.起目的也是使励磁机有较小的时间 常数. 4.3 旋转整流器的简述 旋转整流器是无刷发电机的重要组成部分,在一定程度上决定了发电机的可靠 性。 因此旋转整流器的正确设计、旋转整流元件的合理选用是无刷发电机设计的 一个重要环节。 旋转整流器由半导体旋转整流二极管、快速熔断器、过电压保护器等元件等 组成, 快速熔断器作为过电流或短路保护串联与每个二极管支路,浪涌抑制器或

压敏电阻并联与旋转整流装置的直流侧可以吸收瞬时过电压,作为电压保护,旋 转整流器和发电机的转子是同轴安装的,整流电路(单相,三相)应与交流励磁 机相数相等,可以用全桥整流式或半桥整流式,旋转整流器的输入端(交流侧) 接交流励磁机的输出端,其输出端(直流侧)通过转轴中心的轴孔与主发电机的 转子励磁绕组相连,供给主发电机励磁。旋转整流器不仅工作在高速、高温和有 振动的场合,而且还承受过流过压冲击的可能,是电机故障率最高的部件,因为 在电机受到外界干扰时, 尽管由负载电流产生的定子旋转磁场和转子绕组无相对 运动,但随着定子磁场幅植的突变,在转子绕组中变会感应出变压器电势,定子 绕组中就会流过负序电流, 这个负序电流产生的负序磁场对转子有两倍同步转速 的相对速度, 将在转子磁场绕组中感应出旋转电势;异相和闸常发生在同步设备 检修后,因电压互感器 一相错误连接而造成,当发电机电压与系统电压之间的 相位角为 60 度和闸时,会导致很高的转子电压,在非对称短路或并网的误操作 过程中, 上述的旋转电势和变压器电势将可能于某一瞬时产生,这两个瞬时电势 加上交流励磁机电枢输送的旋转整流器的电势再加上主发电机转子磁场绕组中 原有的电流相迭加(转子磁场绕组是感性元件),共同作用于旋转整流二极管, 可导致二极管流过很大的正向电流,也可使截止的二极管承受很高的反向电压, 将可能损坏二极管。 在气隙较小、 阻尼不良或没有阻尼绕组的凸极同步发电机中,这也现象更为 突出, 若交流励磁机的极对数是主发电机极对数的整数倍时,当发电机三相对称 短路时转子线圈中的感应电流也将流过正在导通的二极管,使二极管受损。 基于上述分析, 必须采取适当的措施来预防可能发生的故障:在转子磁极表 面中装有阻尼绕组, 以改善动态性能;交流励磁机的极对数和主发电机的极对数 不成整数倍; 对旋转二极管才用过压和过流保护;选择旋转二极管时额定容量留 有较大的裕量。因此旋转整流器在安装方式、绝缘方式、振动、热容量等方面须 经过精心的设计、制造和严格的振动、超速、高温等实验,使其具有很高的可靠 性, 整流桥输出侧装有压敏电阻,以防发电机磁场绕组出现过电压时损坏整流二 极管, 而熔断器则作为过流或短路保护串联于每个二极管支路,万一二极管出现 故障, 则与之串联的快速熔断器可保证其自动的断开,从而防止励磁机局部严重 超载过热; 整流桥和励磁机设计容量应考虑即使在一个整流管断开的情况下,仍 能为发电机提供励磁电流,则发电机仍可带病情载运行而不会出现故障扩大现 象。 若在控制系统中配以适当的故障监测装置,则可在最合适的时刻停车和排除 故障 。 4.4 交流励磁机和旋转整流器的安装 把交流励磁机和旋转整流器装在主发电机非传动端的外侧,从转轴中心打 孔, 用导线穿过轴孔, 将整流器整流后的直流电输送到主发电机转子的励磁绕组, 这样可以给旋转整流装置的检修,维护带来方便,使二极管和熔断器的更换比较 容易,提高运行的可靠性

第 5 章 方案总体设计
5.1 课题的目的和意义 本课题的目的是根据给定的产品的基本数据(如额定容量、额定电压、连接 方法、额定转速等)、性能要求(如线电压波形畸变率、动态性能优良、有过电 压保护等),结合技术实际情况和生产实际要求情况,运用有关的理论知识和计 算方法,正确处理设计时遇到的各种矛盾,从而使设计出来的产品性能优良、体 积小、结构简单、运行可靠、制造和使用方便等特点。 电机设计应根据产品通用标准,技术条件其用户要求确定设计原始数据,然 后进行电磁设计和结构设计。电磁设计是根据设计技术要求确定电机的电磁负 荷,计算定子、转子冲片和铁心各部分尺寸及绕组数据,并进而核算电机各项参 数及性能,并队设计数据做必要的调整,直到达到要求,提出电磁设计单。结构 设计是根据设计技术要求及电磁设计确定的有关数据, 确定电机总体结构零部件 尺寸、材料及加工要求,绘制总装图及零部件图,为此必须进行必要的机械计算 及热计算,提出成套生产图样。 5.2 总体设计方案 无刷同步发电机由主发电机(同步发电机),交流励磁机,旋转整流器等主 要部分组成, 主发电机转子、 励磁机电枢和旋转整流器转轴在同一个转子上一起。 旋转励磁机固定在定子内侧。 主发电机结构大同小异,都是转场式的有隐极和凸 极两种, 交流励磁机为转枢式的。交流同步机由有刷进化到无刷是由于有交流励 磁机和旋转整流器。 旋转整流装置由三相全波整流桥、快速熔断器和过电压保护器组成,是无刷 同步机的关键部位之一。 快速熔断器作为过电流或短路保护串联于每个二极管支 路, 浪涌抑制器或压敏电阻并联于旋转整流装置的直流侧两端可以吸收瞬时过电 压作过电压保护。整流装置与主发电机同轴安装,其输入端接励磁机的输出端, 输出端通过转轴中心的轴孔与主发电机的绕组相连。 无刷同步发电机是由主发电机,交流励磁机和旋转整流装置组成。主发电机 的转子、 励磁机的电枢和旋转整流装置都装在同一轴上一起旋转,励磁机磁极固 定在定子内侧。详见总装图。 定子铁心由高导磁低损耗的冷轧电工硅钢片迭压而成,冲片去毛并相互绝 缘, 以降低涡流损耗,铁心沿轴每隔一定的距离垫入 H 型通风槽钢形成多股通风 道, 为了削弱由齿槽脉动而引起的高次斜波产生的附加转矩和噪声,铁心按斜槽 方式迭压, 即把转子槽相对定子槽沿轴向扭斜一个角度。定子绕组为 F 级绝缘的 双层波形绕组,线圈采用多股扁线绕制,以减少高次斜波电流损耗。用亚安薄膜 和粉云母带作为匝间和对地绝缘,再用优良的 NOMEX 纸作铁心的槽绝缘,因此定 子绕组的耐热实际上高以 F 级绝缘的要求, 线圈热呀成型后嵌线线圈连接处用银 铜焊焊接,并用云母带包扎,绕组端部的支撑和绑扎要求牢固,使之能耐受短路 事故和其它的冲击负荷所引起的强大拉力,绕组铁心一起进行真空压力整体浸 漆,最后烘干,使绕组成为一个坚固的整体。

转子采用凸极式结构, 转子的磁轭和转轴可用优质锻钢加工成一整体,磁极 用钢片迭压而成后, 再用高强度合金钢螺栓将其固定在磁轭上,磁极方向沿圆周 方向钻有一排小孔,内插铜条,端部用端环连接在一起,形成阻尼绕组,用来抑 制斜波, 改善动态性能。 磁场绕组采取多层侧绕方式直接绕制在包有多层绝缘的 磁极铁心上,绕制时涂刷特殊配方的环氧树脂,经过热压后,磁极和铁心形成一 个坚固的整体, 因而具有很高的机械强度和优良的导热性能,磁极之间安装支撑 块以防超速时发生松动。 主发电机为三相交流同步发电机,其设计方法与普通的三相同步发电机相 同, 但由于现代同步发电机有许多供电负载都是电子设备或配备有电子设备的装 置, 固对同步发电机动态性能要求较高,在主机设计时必须适当选者择主机的瞬 时电抗值以减少主机的时间参数。一般 Xd1=0.17~0.2 之间,Xd2=0.1 左右。无 刷发电机大多数都作为无人管理的自动化电站电源, 故应能可靠地使配电的保护 装置动作,排除故障,提高自动化电站运行的可靠性。国内、外无刷发电机的技 术要求中,均提出了应能维持 3 倍以上额定电流的短路电流,持续时间为 2.5~ 3S 的要求,在励磁方式的选择或励磁系统的选择设计中必须加以考虑。 由于主发电机比较大,固发热比较厉害,固定子上需要有通风槽;发电机的 容量比较大, 其绕组要用截面积比较大电阻率比较小的扁铜线;且无刷发电机作 为现代化电源,要求具有并联运行的特性,固需要装设阻尼绕组,以改善发电机 的并联运行性能,并使并联运行趋于稳定。 交流励磁机实际上为三相交流发电机,与主发电机不同的是转子是电枢,电 枢铁心用优质硅钢片冲制后,紧密迭压在电枢支架,具有三倍的安全系数,以承 受高速旋转下的离心力。磁极用特殊的硅钢片组成,装在架上,然后热套到转轴 上,电枢绕组端部用玻璃丝绑,适当的剩磁性能和足够的磁积能,保证励磁发电 机能够自励建立电压,为主发电机提供励磁电流。为提高励磁系统的反应速度, 交流励磁机的频率一般比主发电机高,可高达数百 Hz,固交流励磁机的极数比 主发电机的多,但不成简单的整倍数。 机座采用优质钢板和气体保护焊焊接结构, 电机通风为径向和轴向相结合的 混流方式,空气从非驱动端进入被极间隔板阻挡而通过转子气隙和定子通风道, 风扇装在驱动端轴上,把电机的热空气从驱动端抽出。 由于交流励磁机的电枢绕组的负载是一个经过旋转整流器供电的大电感, 加 之由于励磁机的电枢绕组内电抗的存在,使旋转整流器换相时,电流不能突变, 产生了换相角,这使交流励磁机的输出相电压、相电流波形发生了畸变,因此交 流励磁机的计算主要应解决以下两个问题: (1)如何根据主发电机给定的直流励磁电压 UBH 和直流励磁电流 (2)如何计 IBH,计算出交流励磁机的输出交流相电势、相电流,及励磁机的 容量 P,及其所需的励磁磁势。?算交流励磁机的电枢反应,功率因数 cos 交流励磁机采用了转枢式结构,即其转子电枢部分,而磁极装在定子上,为提高 和改善无刷发电机的动态特性,选用了较高的频率(133HZ),因而励磁机的极

数达到了 16 极之多,这就使得电机主要尺寸比较大。由于极数较多,磁极冲片 采用整体冲片,这样既提高了工作效率,又提高了磁极间的对称度,有利于励磁 机的稳定运行。 为了满足主发电机的最大强励要求,励磁机的额定工作状态的磁密取得较 低,气隙磁密仅为 0.3T 左右;同时,励磁机的励磁绕组线规选得较大,以降低 其电密,保证有较大的电流裕度。 在整个电机的设计过程中,要保证电机的各项性能——效率、温升、电压畸 变率、损耗、转矩、短路电流等指标要合乎要求。当有些指标不合乎要求时,要 明白如何进行调整。如定子温升过高,则(1)可降低 Δ 1 一般可加厚铜线; (2) 降低 A;(3)加大 hs/bs 的比值;转子温升过高则可加大 hm 或 be;最大转矩不 合格则可增加 g,如还不行则可改变 A/Bg 的值等;励磁机的电磁计算程序除应 解决前述的两个特殊问题外, 基本上沿用了小型凸极发电机的计算程序。其基本 原理和设计思路是相同的,因此其计算结果也基本上能满足实际的要求。 通过以上的论证可以知道同步发电机具有符合设计要求的各种性能 1 温升较小,发电机为 F 绝缘,但要求温升比 B 级绝缘还低,固有很强的过载能 力: 2 采用短距和分布系数绕组。因而电压波形系数完全符合要求: 3 瞬变电抗小,动态性能好等 综合所述,此同步发电机的总体性能完全符合要求,还优于设计的性能指标,是 一个比较理想的设计方案。 5.3 无刷同步发电机主发电机的电磁设计 三相同步发电机的电磁设计是在已经确定的视在功率或者有功功率、电压、 相数、频率、功率因数、转速等额定值的情况下,按照不同的产品所提出的技术 要求来确定电机的电磁负荷、有效部分尺寸、绕组数据以及性能参数。 5.3.1 额定数据和及主要尺寸 1:额定功率 PN=1250KVA 2: 额定电压 UN=400V 3:额定频率 f=50HZ 4:额定相电压 U1= 5:极对数 P=3 =0.8?6:额定功率因数 COS 7:相数 m=3 N=94%?8:额定效率 9:额定电流 IN= 103?UN=230.94 PN UN10: 绝缘等级 定子 F 级 转子 F 级?=2255.34A COS 11:定子尺寸 对于同步机 KE=0.0108LnPN-0.013P+0.931 =0.0108Ln1250-0.013×3+0.931

=0.969 ?PN(发电机)(Y 接法) COS?P′=KE 103?12.50?0.969 ==1514.0×10?VA 0.8 P=0.70 计算极弧系数考虑到一般电机的铁心稍有饱和,设计时候可取为(0.66~ 0.72)。 KNM 气隙磁波形系数,在一般的情况下气隙磁场的波形决定了电势的波形, 因此也称为电势波形系数,当气隙磁场的波形为正弦波时 KNM=1.11; Kdp 为定子 基波绕组系数,可根据选定的绕组型式、槽数和节距算出;在绕组设计前,对双 层短距绕组,可取 Kap1 =0.925 ; n′=970r/min; A=44000A/M?初选取=0.73T?B ?n?PKNMKap1AB? ?V=6.1P 103?1514?6.1 970?0.73?45000?0.925?1.1?= 0.70 =0.45 λ 取 1.3λ (0.6~2.5) 12:Dil= 3.141=0.661?0.45 1.3?3? 2??=2PV 取 Dil=0.60m ???D1??Dil?D1=Dil=0.60/0.68=0.882 取 D1=85cm(取标准值) 13:铁心的有效长度 Li=V Dil2=0.45=1.25 0.602 取铁心的长度=800mm 有效长度 Leff=L-nkbk nk 为通风道的个数取 6 个 2.15=67.85mm?bk 为通风道损失宽度(《交流电机设计手册》p41)选 b 线 Leff=700-10 nkbk)?定子铁心净长度 Lef=Kfe(L =0.93×(700-10×10) =55.8mm 其中为叠压系数 Kfe=0.93 14:极中心处的最小气隙 δ =6.5 15:极中心处的最大气隙 δ m=9.1 则 Dil??m=1.4 ??p?16:极距 60=31.4 其中 P=6 为极数 6?3.14?P 17: 定子槽数 Q p=31.4 参考类似电机取 q=4? 以 Q=4×3×6=72 初确定槽宽为 17.2mm 18:每极每相槽数 q1= 19:每相串联导体数 Q1=4 PM 6?a13?M?4 ?2?Q1Z172?1?Z =32

400?UN3?1041.7A M???103?定子电流初步估算 功电流 IkwPN1250 ?定子电流 I?0.8?0.94?NCOS?1385.2A ??Ikw1041.7 选并联根数为 Ni1=4,并联支路数为 a1=6 根据并联根数和截面积的乘机来初定 电密为 J1=4.5A/mm? 4.5?51.3mm2 a1J16??I11385.2? 选漆包扁线 ab=6.3×4.5=50.30 s=27.49 Ni1=4×50.30=201.2?s 20:所以定子电流密度 Δ = 21:绕组节距 Y 以槽计 Y=10 4?SNi150.30?=83.3% Q172IN2255.34=11.21A/ mm? ?6?β %=YP10 22:定子线负荷 1I1?MZ?A1 60?1148.85A/cm 3.14?2255.34?32?3?Dil? 23: 定子热负荷 A1Δ =1148.85×11.21=12878.6085 24:绕组系数 Kd1KP1=0.9577×0.9659=0.925 查表 1-4 绕组分布系数 Kd1?Kdp1 ??q1 为整数 Ksind1 1=0.9577 或查表 1-4 8sin7.5?q1sin 2mq1 绕组节距系数 Kp1 ??sin?Kp1 2 =0.9659 或查表 1-4 Kd1Kp1=0.9577×0.9659=0.925?Kdp1 25: 每相有效串联导体数 `Kdp1=0.925×32=29.6?Z 取整数为 30 所以每相有效导体数为 30 26:根据前面取的 α p=0.70, 所以可求的极靴宽弦长 bp=α pτ p=0.70×30=21 =26.28?2?又有关系式 Rp 212?0.652?600.91?bP260 8?8Dilm?Rp 为极靴的半径 Dil 则求的实际的极弧系数 α p 3.14?????26.28?2??sin2RP?arc?26.28?2?sinR?2RParc??21?b? P18031.4180????p?当 p=4 或 6 时 =0.69 27:计算极弧系数 2??a ?K1K? ?K1

2??=1.083×0.925=1.002 a?为磁场的波形系数 查 1-82 得 K? 查图 1-81 得 K1=1.23×0.87=1.07 K?1 实际气隙磁通密度 B?基波气隙磁通密度 B =2?K1K? 0.69?0.687?1.002?1.07?? 5.3.2 空载计算 108?U1?K??28:每极磁通 0.925?32?50?106(麦) 2.22?7.04??108?230.94?1Kdp11.002?fZ?2.22 29:气隙磁通密度 106?7.04? 4788.99 高斯????B

67.85?31.4?pLeff0.69??a 30、定子槽形(图见上方) 76.59?4.09??85?60?Di1?D c222?hs?1?D1 D1? c2?lc1 76.59???2p 40.08?6 bT1 Q1?hs?Di1???2 2 0.90 bT1?1.34?90?4.09?60???bs?3 0.848 s90?1.34????b??3?4.09??60?????Q12?hs?Di1?????3 Di1??t1 2..09?6090???Q1leffbs?ks ?lFeb T1 0.848?1.921 558?1.34?3678.5 31、齿部磁通密度 0.8563T3?14217.79 (高斯) TlFeb1558?4788.99??Bg?2.09B1?lefft1678.5 BT1 lefft1lFebT1?2

0.972? 558?高斯?12521.02?4788.99?2.09?678.5?2Bg 32、轭部磁通密度 106?7.04 ?20.91 ?4.09?60?85?hs?Di1?D1?55.8hc1?20.91? 2hc1lFe2?高 ?3016.856???Bc1 33、齿部每厘米长所需安匝 19?at1 9.45?at1 1.4 T3T2?atc 34、齿部安匝数 77.71 T3?4.09?19?at1hs?ATT 35、轭部安匝数 33.936?0.6?40.4?1.4??atc1lc1?ATc b0?0.617t1?1.42 '2.09???36、气隙系数 t12.09kc bs1.342 1.34?0.314?bs5?0.617 5g???其中 b0 37、有效气隙 ?cm?0.923?0.65?1.42?g?kc?ge 38、气隙所需安匝数 3536.19 '2?0.923?4788.99?0.8?0.8Bgge?ATg 39、定子齿轭及气隙所需匝数 364.272 6?3536.19?33.936?77.71?ATg?ATC?ATT?ATgTC 40、磁极尺寸(图见下页) ?0.45~0.5 ?bm

41、磁极铁心计算 42、极靴漏磁距离计算?cm?71.5?1.5?70?d?lm?lP ?cm?10.4?21?31.4?bP?P??CP 43、极身漏磁计算 ??bmp??????Cm??2hp?hm?2g?Di1? ??4.16?16.4???3.14??5?2?9.5?0.65?2?60? 44、极靴平均高度 33?cm?3.5???0.6hPm?5?hp2?'2hp 45、极靴漏磁导 0.4026 CPlP10.471.5??1.35??1.35Pm?Pm?P?hh3.53.5 46、极身漏磁导 1.21 2Cmlp24.171.5??0.41???m?0.41?m??m?h1h19.59.5 47、磁极总漏磁导 1.636?1.21?0.426?m??p??s2?

48、磁极总漏磁系数 ?ATgTC?1??s2lp??1.6 10?1.30567.04?3647.226??1?71.5?1.636?3.14?1.6 49、每极总磁通 106(马)?9.187?106?7.04?1.305????m? 50 磁极截面 部分压板的面积?2?10?0.97lmbm?Sm 1 2?cm2?1138.16?16.4?1.5??16.4?70?0.97? 51、极身磁密

106?9.187 8071.18(高斯) Sm1138.16???Bm 52、极身磁路每厘米长所需安匝数 4.10?atm 53、极身所需安匝数 ?安匝?38.95?9.5?4.10?atmhm?ATm 54、第二气隙所需安匝数 ?安匝?96.85?2?10?8071.18?1.2?2?10?1.2Bm?ATgm 55、空载时每极总安匝数 m? ?安匝?3783.03?96.85?38.95?3647.226?ATgm ?ATm?ATgTC?ATB0 4.3.3 满载计算 56、电枢反应磁势 1p6?安匝?15020.69?2255.34?29.6??1kdpIN?Z?1.351.35AT1 57、漏磁计算系数 ?0leff??2?AT1C 1.1420.0704??67.85?8?10?1.256?3.14?2?15020.69 58、直轴系数 kd 查图(1-83) 0.86 2?kd 59、横轴系数 kq 查图(1-83) 0.415?kq 60、直轴及感应电抗 96.85?ATgm3536.19?3.576 ATg??kd?15020.69Xad?AT10.865 61

??s?1.715 62?Xaq 63、端部漏导系数 ??? 67.85?0.79662??1?0.833?3??72?60?p2leff 0.3?1??3?Di1Q1?0.3? 64、气隙漏导系数 0.923?4?1.34?4ge5?0.44 5b0???k?0.923?5ge5 65、总漏导系数 2.37?0.44?0.796?1.134?k?????s???? 66、定子漏抗 2?Q1?kdp1Q18????Xad???Xs?PC5?P? ?72?72? 80.9252???3.576??2.37???6?2.1565?6 0.3053?0.01536?0.2899? 67、直径同步电抗 33.881 3?0.305?3.576?Xs?Xad?Xd 68、横轴同步电抗 1.9953?0.3053?1.69?Xs?Xaq?Xq 69、(a) Xq?H?arc(tg2Sin?? 72.870?H)?Cos (b) 360?36.87?72.87?H????? (c)?XdSin??Cos?E d 4.51?Sin72.87?3.88?Cos36??? (d)?0.95XadSin?Ed?Ei 1.266?Sin72.87?3.576?0.95?4.51?? (e) 满载时齿部磁密 1.7999.21 TH3T3?1.266?14217.39?B1Ei?B1 1TH3(f) 根据 B1TH3 查出 at(表 1-20) 56?at1TH3 (g) 满载时齿部所需安匝数 229.04 TH3?4.09?56?at1hs?ATTH (h) 满载时轭部所需安匝数 ?A?33.936?ATC?ATCH (i) 满载时气隙所需安匝数 15842.13?3536.19?4.48?EdATg?ATgH (j) 满载时定子齿、轭及气隙安匝

16105.11?15842.13?33.936?229.04? (k) 满载时每极磁通 106(马)?8.913?106?7.04?1.266??Ei?H? (l) 满载时磁极漏磁系数 H?S2ATgTCH??1?H?lP?1.6 106?2.0628.913?16105.11?1.636??1?71.5?3.14?1.6 (m) 满载时磁极总磁通 106?18.38?106?8.913?2.062?H?H??mH? (n) 满载时磁极磁密 106?mH18.38? 16148.87 Sm1138.16???BmH 43.5?(o) 满载时磁极每厘米长所需安匝数 atmH 由 BmH 查表(1-28), atmH (p) 满载时磁极所需安匝数 413.25?9.5?43.5?atmHhm?ATmH (q) 满载时第二气隙所需安匝数 19.3786(r) 满载时每极总安匝数?2?10?16148 .87?1.2?2?10?1.2BmH?ATgmH ATgmH?ATmH?ATgTCH?ATBH 1671.1246?19.3786?413.25?16105.11? 5.3.4 绕组及励磁数据 70、每极匝数 WB 210,?WB IfWB,?又 ATBH Wb210?A?79.58??ATBH16712.146 71、磁极绕组线规 磁极绕组导线截面积计算:P352《中小电机设计手册》 3787.03'(F0 每极空载磁压降)?kfF03.5 ?5 则 If?12.623mm2,WfJf210???初选 励磁线规为:Sf a×b=3.28×4.1 S=13.0mm2 72、磁极绕组平均匝长 ???b2?2?2?bm???"?2?2lm?lWB ?cm?184.677??0.65?0.5?2?16.4?3.14??3?2?70?2? 73、磁极绕组电阻 4?10?2.17PWBlWB SB??C?75?rB 4?10?184.677?210?6?mm2/m 2.17?0.0217?? 13.0??4?3.88?????3.13?3.884?0.807??C?75?0.807rB??C?15?rB ???5.20?3.884?1.34??C?75?1.34rB??C?180?rB 74、磁极绕组铜重 5?10?8.9PWBlWBSB?GCUB ?Kg?269.226?10?13?184.677?210?6?8.9?5? 75、定子绕组平均半匝长估算

2d1?1.57hs?l?2Cs?l2 126.6873?5.0?2?4.09?1.57?70?20.133?2??cm? 0.7564?0.8172???Sin2???1 Cos?13.1460?Di1?0.654 ??1s??其中, Sin?0.4?1.34?72?Xi?b?Q 0.7564?12.19 Cos???fd?0.4?1.34?10?0.53?Xi?bs?0.53y 0.654?20.133 Sin???12.19Cs?1.08fd1.08 d1 绕组直线部分每端伸出铁心长度,d1=9.0cm 76、定子绕组每相电阻 10?13.0?106?0.0127844a1s1????C?75? r1???32?126.6873?12.17?Z?l2?2.17 0.01511?0.01278?1.34??C?75?1.34r1??C?180? r1??? 77、定子绕组铜重 5?10?CL2Q1Z1S18.9?GCU1 7?126.6873?1.1?5??Kg?92.87?8.9?10?13?8?2 78、空载额定电压时的励磁电流 18.0144WB210??? IBO?A?ATBO3783.03 79、定子短路电流为额定电流时的励磁电流 WB?ATk IBk 80、空载额定电压时根据空载特性曲线直线部分求得的励磁电流 ?A?16.839???ATg3536.19IBg WB210 81、额定负载时的励磁电流 79.5816WB210??? IBH?A?ATBH16712.146 82、额定负载时励磁绕组的电流密度 6.12A/mm2 SB13.0??BH?B?I79.5816 83、空载励磁电压 ?V?56.385?3.13?18.0144??C?15?IBorB?UBo?V?413.824?5.2?79.5816??C?180?IBH rB?UBH 85、保证发电机励磁调节的最低励磁电压 86、励磁机的最大电压?V?206.912?413.824?0.5?0.5UBH?UBmin 87、历次电压增长速度?V?579.35?413.824?1.4?KUBH?UBmax 88、励磁机最大励磁电流?V?331.059?413.824?0.8?0.8UBH?UB? 5?5579.35?IUBmax 3.13?1.48?Bmax ?A?183.498? 89、励磁机的额定电压 90、励磁机的额定电流?V?455.206?413.824?1.1?1.1UBH?UB 87.53976?79.5816?1.1?1.1IBH?IB 91、励磁机的额定功率?A? 92、励磁机的瞬时最大功率?Kw?39.848?3?10?87.54?455.206?10?UBIB?3B?P P3

5.3.5?Kw?106.309??10?183.498?579.35?3?10?UBmaxIBmax?Bmax 损耗及效率 93、定子铜耗 P2 195.02(Kw) 94、附加损耗?3?10?0.01278?2255.342?3?10?3INr1?3cu? 95、励磁损耗?Kw?6.25?1250?0.5%?(0.25%~1.0%)PN?Ps PI2 UIBH??C)?BHrB(75 3?10??BH B? 3?2 79.58160.94?331.059?10?3.13?79.5616? ?Kw?49.11? 96、定子基本铁耗 1、 定子齿重 3?10?rhsb1Q1lFe?Gt1 ?Kg?114.6?3?10?55.8?72?0.9?4.09?7.75?T2 2、 定子轭重 D22??G ??2hs?Di1??r1?C1 3?10?lFe 4 3.144?7.75? 2?4.09?2?60??852? ? ?Kg?874.648?3?10?55.8? 3、 定子齿损耗 3?P 10?1.7Gt1PT1?Z 4、定子轭损耗?Kw?0.974?3?10?5.0?114.6?1.7? 97、磁极表面脉振损耗?Kw?1.137?3?10?1?874.648?1.3?3?10?1.3GC1PC1?PC ?Bt??Qn? 3?10?SR?031??14N?k0?P0 ?10??10? 4788?1.42?0.156??1000?72? ?2.09?.99 4????6? ???10?103 98、总铁耗?kw?1.32?4?10??13.3?8.21?27?6?

3.431?1.32?1.137?0.974?P0?PC?PZ? PFe?Kw? 99、机械损耗 ?V? ?R?0.8p?Pfw (?6?0.8??40? 3 1.52 1.52 l19 30.72370 4019?kw?4.17?) ? 其中 VR?m/s?30.72?1000??2?0.0065?0.60??2 60?2 100、总损耗 PS?Pfw?PFe?PBH?Pcu1?P? 101、满载效率?Kw?257.85?6.25?4.17?3.431?49.11?195.02? ?1??H?100%?????P? ? ?P?PN? ??257.85 ?257.85?1250?87.3%?100%???1?? 102、阻尼绕组的选择:《交流电机设计手册》P183 每极阻尼条总面积 Q2 应取为每极定子铜面积之比的 0.15~0.3 倍,即 0.314?1148.85??A 6.436,??0.2?(0.15~0.3)?为 30 时,Q2 取 6~12cm2,Q2?且 111.21? 故选 6.436cm2 103、每条面积?Q2 1.15mm??1.07cm2,直径 ??2?Q8.04S' 66 每极有阻尼条 6 根 5.3.6 定子温升估算 104、铁耗在定子内圆产生的单位热负荷 1033?PFe3.431 0.268w/cm2??10??W1 67.85?60??Di1leff? ?? 105、铜耗在定子内圆产生的单位热负荷

第 42/53 页 2.15?10?0.5?0.5nkbk70?L 0.468?? 6?1a72?LZ126.6879Z 18(每槽有效导体数)???Z1 4?pq16 ?1? ?kr 0.019Z1 4?槽内铜宽?2 ?槽宽??槽内铜高???1? 2 2 2 ? 8?4?0.5?0.0192 ?1.34?182??10?0.985?0.560.25???? 2 22?槽内铜宽? ?股线高??槽内铜高???1?0.107?ks ?槽宽? 2 25?0.5? 10?3.25??0.25????0.56?0.107? ?1.34? f ks)()2?PCu1(Kr?由于:PF 50 P 1?F?1?所以:kF Pcu1 ?w/cm2?3.03??11F?k12878.6085W2?A 42504250 106、铜耗在绕组表面产生的单位热负荷 t2.09 11.5??4.410?1.34??2? L?w/cm2?0.55??3.03?W21?W3 L11.5 107、铁心对空气温升

?C??99.5??1?Fe?125??3.03?0.268?CFe?W2?W? 31.4(m/s)?2?10??2?10??1000V?60??Di1nH?31.4?0.1?0.1V1?1 6060 V 为转子表面周速 108、绕组端部表面对空气的温升 Cs750 ?C??101.3?0.55?W3?s? 31.4?0.07?0.07V1?1 109、绕组绝缘温降 0.4? ?C??13.75??0.55?W3i?i? 0.0160.016 110、定子绕组对空气的平均温升 Fei?cu1??l?lZ??s??i???l????? l2 ??C??112.3??100?126.67???101.3?13.75??100??13.75?99.5? 126.67 111、定子有效部分的最高温升 C?113.25?13.75?99.5?i??Fe??max? ?? 5.3.7 励磁绕组温升估算 112、励磁绕组铜耗 2 113、铜耗在绕组表面单位热负荷?W?32109?5.2?79.58162??C?75?IBHrB?Pcu2 P32109' 0.50w/cm2??cu2?WB 10703?PLB6 114、磁极绕组温升参数 '?l? ?f?K? ?V?f?W 2.23??l70?P????查图 1-85 P31.4?31.4m/s ?V ?? ? 0.75?K 0.0166?W' 115、磁极绕组温升 ?'WB0.5 66.93C '???B? 0.01660.6kW?0.75?0.6 ??

总结和体会
无刷同步发电机,使用交流励磁机来励磁,把碳刷和换向器解放了出来,不 仅使电机的结构得到了简化,减少了制造成本,同时也使换向得到了改善,增大 了换向可靠性,消除了换向火花,增加了运行可靠性等一系列的优点,使电机的 应用范围扩大了, 满足了国民经济的飞速发展的需要和提高发电机的效率降低成 本着眼所要求的增大 发电机容量的问题。 同步电机正朝着大型化,无刷励磁化,高压化,高效冷却及超导方向发展。 经过一个多月的努力,毕业设计终于结束了,虽然形式上我们结束了一个设计, 但是这只能说明结束了一段时间而已,我们要学习的东西太多了。通过这个设计 让我搞懂了很多以往遗漏的问题,感觉知识得到了飞跃,心理得到了调节,为了 我以后的学习和生活和工作都打下了坚实的基础。 本次毕业设计的课题涉及的知识面非常广,其中有许多以前疏忽的地方,因 此,刚开始时觉得无从下手,摸不着头绪。但是,经过一周多地大量查阅参考资 料和相关的杂志以后, 基本了解了无刷同步发电机的工作原理和结构也对要设计 的内容有了较深的认识和大致的了解,也有了大致的设计思路,也了解了设计时 应注意的各种问题。在作了大量的工作和准备工作后,我基本确定了一套设计方 案,经过两个星期的艰苦努力,终于完成了电磁计算设计,其中的酸甜苦辣只有 自己知道,我是计算了 5 遍才符合各项指标的。 我认为毕业设计的整个过程就是一个发现问题、 分析问题、 解决问题的过程, 整个毕业设计是在不断解决问题的过程中一步一步向前推进。 每个问题的解决都 是在知识和心理上对我的一次洗礼。同时我也认识到搞好设计工作,不仅需要从 足的知识准备,而且更需要心理上的准备。设计时不但要认真仔细,还必须有极 强的耐性和较好的自我调节能力。 本次毕业设计的各项指标基本上符合要求,但仍存在着不少问题。第一,由 于经验不足,有些经验数据取得比较随意虽然对结果没有大的影响,但是对其他 的性能影响却没有很在意,因而影响了整个设计方案的可行性。第二,设计时, 没有充分考虑到电机的工艺方面问题,有可能造成其工艺结构不合格。第三,在 修改某些数据时,还不能很好地把握全局。 这次毕业设计很大地提高了我对知识的运用能力及解决问题的能力, 也进一 步加深了我对专业知识的理解, 巩固了许多的薄弱环节。这为四年的大学生活画 上了圆满的句号。我深知以后还有很长的路要走,要自己不断的努力开拓,但我 相信自己能够胜任以后的工作,相信自己能走得更远。本次设计的成功,离不开 邓老师的热情帮助和不厌其烦的指导,虽然这次设计结束了,但我知道以后我需 要您的帮助还很多,我真的很高兴能认识您这么一位好老师,对于老师给我帮助 和关心我会永记与心,在此说声:真心的感谢!

参考文献 [1] 湘潭电机厂编 《交流电机设计手册》 湖南人民出版社 1977 年 [2] 李基 成编 《现代同步发电机整流器励磁系统》 水利电力出版社,1987 年 [3] 陈世 坤编 电机设计 机械工业出版社 第二版 [4]《特种电机 》 湖南工程学院内部 资料 [5] 史 乃 编 《电机学 》 哈尔滨理工大学出版社 第一版 [6] 唐任远编 《现代永磁电机理论与设计》 机械工业出版社 1997 年 [7] 李 基成编 《现代同步发电机励磁系统设计及应用》 中国电力出版社 第一版 [8] 大电机研究所编 《凸极同步电机电磁计算公式》 1965 年 [9] 上海电器科 学研究所编 《中小型电机标准汇编》 技术标准出版社 1971 年 [10] 《中小型电机国内外基本情况编写组 》中小型电机国内外基本情况 1974 年 [11] 胡之光编 《电机磁场分析与计算》 机械工业出版社 1989 年 [12] 电 机研究所编 《电机工程手册 》 第 19 篇同步发电机 机械工业出 版社 1979 年 [13] 彦青等翻译 《电机结构》 机械工业出版社 1976 年 [14] 林友洋编 《电 机优化技术》 浙江大学出版社 1987 年 [15] 李容年编 《电机设计》 清华大学 出版社 1992 年 [16] T.V.Avadhanlu and R.B.Saxena,Torque Pulsation Minimization in a Variable Speed Inventer fed Induction Motor Driver System,IEEE Trans. Vol.PAS-98,NO.1,1997 致 谢 本毕业设计的全部工作是在悉心指导下完成的, 论文的字里行间凝聚着老师的汗 水和心血。老师渊博的学识、严谨的治学态度使作者受益匪浅,将激励着我在今 后的工作中不断进取,永不怠慢。 值此论文完成之际,特向表示衷心的感谢! ` 200 年 月 16 日


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