一种双调速机制变速抽水蓄能电机的设计方法技术

本发明专利技术提供了一种双调速机制变速抽水蓄能电机的设计方法，其技术要点在于包括以下步骤：一、按变极绕组方法对抽水蓄能电机绕组进行排布；二、对排布后绕组的绕组因数、分布因数、定子谐波漏抗系数、气隙磁密比、主波负序率、槽口节距漏抗系数以及槽下部节距漏抗系数进行计算分析以确定抽水蓄能电机变极绕组排列方案的可行性；三、采用转子交流励磁方式对抽水蓄能电机进行调速；四、确定新型双调速机制的变速抽水蓄能电机的设计方案。本发明专利技术可以更有效地拓宽抽水蓄能电机转子转速的变化范围，进而充分发挥出水泵‑水轮机的最佳运行性能。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及电机控制领域，具体涉及一种双调速机制变速抽水蓄能电机的设计方法。
技术介绍
：抽水蓄能电机可以做成变转速方式或者恒转速方式。变速抽水蓄能机组与恒速抽水蓄能机组相比具有更多的技术优势，变速抽水蓄能机组通过改变转子转速可以更好地适应发电和抽水两种运行工况，提高了水泵-水轮机的运行效率，也可以适应更宽的功率范围和水头变幅。同时，变速抽水蓄能机组可以有效地提高电网供电质量，明显地改善水轮机的水力性能，减少振动腐蚀和泥沙磨损以及提高机组运行稳定性。此外，变速抽水蓄能机组在水泵工况下可实现自启动。变速抽水蓄能机组依靠转子交流励磁方式可以将机组的转速变化范围调整为±7％～8％，机组水泵工况输入功率的调速范围可以达到最大输入功率的30％～40％。然而，目前仅仅采用单一的转子交流励磁方式对抽水蓄能机组进行调速来满足水头变化更大的大容量抽水蓄能电站建设的需要已经非常的困难。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种双调速机制变速抽水蓄能电机的设计方法，以满足水头变化更大的大容量抽水蓄能电站建设的需要，该设计方法可以更有效地拓宽抽水蓄能电机转子转速的变化范围，进而充分发挥出水泵-水轮机的最佳运行性能。本专利技术的双调速机制变速抽水蓄能电机的设计方法，其特征在于包括以下步骤：一、按变极绕组方法对抽水蓄能电机绕组进行排布；二、对排布后绕组的绕组因数、分布因数、定子谐波漏抗系数、气隙磁密比、主波负序率、槽口节距漏抗系数以及槽下部节距漏抗系数进行计算分析以确定抽水蓄能电机变极绕组排列方案的可行性；三、采用转子交流励磁方式对抽水蓄能电机进行调速；四、确定新型双调速机制的变速抽水蓄能电机的设计方案。进一步地，步骤二中对绕组的绕组因数采用式(1)进行计算：kwv＝kdv·kpv (1)式中kwv为绕组的绕组因数、kdv为绕组的分布因数、kpv为绕组的节距因数；对绕组的分布因数采用式(2)进行计算： k d v = E q v q · E c v - - - ( 2 ) ]]>式中kdv为绕组的分布因数、Eqv为q个分布线圈的合成电动势、q为线圈数、Ecv为1个线圈的电动势；对定子谐波漏抗系数采用式(3)进行计算： Σ S = Σ v = 1 ∞ ( k w v v ) 2 - - - ( 3 ) ]]>式中∑S为定子谐波漏抗系数、kwv为绕组的绕组因数、v为谐波次数；对气隙磁密比采用式(4)进行计算： B δ 1 B δ 2 = p 1 · E 1 · N 2 · k w p 2 p 2 · E 2 · N 1 · k w p 1 - - - ( 4 ) ]]>式中Bδ1为变极前气隙磁密、Bδ2为变极后气隙磁密、p1为变极前电机的极对数、E1为变极前绕组的相电动势、N2为变极后绕组的每相串联匝数、kwp2为变极后绕组的绕组因数、p2表示变极后电机的极对数、E2为变极后绕组的相电动势、N1为变极前绕组的每相串联匝数、kwp1为变极前绕组的绕组因数；对主波负序率采用式(5)进行计算： F v - ( % ) = k s v · k y v · k q v - k s p · k y p · k q 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双调速机制变速抽水蓄能电机的设计方法，其特征在于包括以下步骤：一、按变极绕组方法对抽水蓄能电机绕组进行排布；二、对排布后绕组的绕组因数、分布因数、定子谐波漏抗系数、气隙磁密比、主波负序率、槽口节距漏抗系数以及槽下部节距漏抗系数进行计算分析以确定抽水蓄能电机变极绕组排列方案的可行性；三、采用转子交流励磁方式对抽水蓄能电机进行调速；四、确定新型双调速机制的变速抽水蓄能电机的设计方案。

【技术特征摘要】
1.一种双调速机制变速抽水蓄能电机的设计方法，其特征在于包括以下步骤：一、按变极绕组方法对抽水蓄能电机绕组进行排布；二、对排布后绕组的绕组因数、分布因数、定子谐波漏抗系数、气隙磁密比、主波负序率、槽口节距漏抗系数以及槽下部节距漏抗系数进行计算分析以确定抽水蓄能电机变极绕组排列方案的可行性；三、采用转子交流励磁方式对抽水蓄能电机进行调速；四、确定新型双调速机制的变速抽水蓄能电机的设计方案。2.如权利要求1所述的一种双调速机制变速抽水蓄能电机的设计方法，其特征在于：步骤二中对绕组的绕组因数采用式(1)进行计算：kwv＝kdv·kpv (1)式中kwv为绕组的绕组因数；kdv为绕组的分布因数；kpv为绕组的节距因数；对绕组的分布因数采用式(2)进行计算： k d v = E q v q · E c v - - - ( 2 ) ]]>式中kdv为绕组的分布因数；Eqv为q个分布线圈的合成电动势，q为线圈数，Ecv为1个线圈的电动势；对定子谐波漏抗系数采用式(3)进行计算： Σ S = Σ v = 1 ∞ ( k w v v ) 2 - - - ( 3 ) ]]>式中∑S为定子谐波漏抗系数；kwv为绕组的绕组因数；v为谐波次数；对气隙磁密比采用式(4)进行计算： B δ 1 B δ 2 = p 1 · E 1 · N 2 · k w p 2 p 2 · E 2 · N 1 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈宝军，韩继超，陶大军，孙玉田，黄士鹏，赵洪森，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23