发电机输出电压与激磁电流瞬态过程分析

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直流发电机实验报告

直流发电机实验报告

直流发电机实验报告1. 引言直流发电机是一种将机械能转化为电能的设备,广泛应用于各个领域。

通过本次实验,我们旨在深入了解直流发电机的工作原理和性能特点。

2. 实验目的本次实验的目的是通过对直流发电机的实验,探究其输出特性和效率。

3. 实验装置和方法我们使用了一台小型直流发电机和相应的测量仪器。

首先,我们连接了直流发电机的电源和负载。

然后,通过逐渐增加负载电流的方式,记录下电压、电流和转速的变化,以及相应的功率输出。

4. 实验结果及分析根据我们的实验数据,我们发现直流发电机的输出特性与负载的变化密切相关。

随着负载电流的增加,直流发电机的输出电压呈现出下降的趋势。

这是由于负载电流增加导致电枢绕组产生较大的电流,从而引起了电枢电阻的电压降。

同时,我们还观察到直流发电机的效率随着负载电流的增加而下降。

这是因为随着负载电流的增加,电枢绕组产生的热量也会增加,电机的内阻也会增加,从而导致效率的降低。

5. 结论通过本次实验,我们得出了以下结论:(1)直流发电机的输出电压与负载电流呈反比关系。

(2)随着负载电流的增加,直流发电机的效率会下降。

6. 拓展讨论本次实验只是对直流发电机的基本特性进行了研究,还有许多更深入的方面值得探讨。

例如,我们可以通过改变发电机的磁场强度或电枢绕组的电流来进一步研究直流发电机的输出特性。

此外,我们还可以探究不同类型的负载对直流发电机效率的影响。

7. 实验总结通过本次实验,我们对直流发电机的工作原理和性能特点有了更深入的了解。

我们通过实际操作和数据分析,验证了直流发电机的输出特性与负载电流的关系,并了解到了直流发电机的效率随着负载电流的增加而下降。

这对我们今后的学习和应用都有着重要的指导意义。

在未来的学习中,我们将进一步探索直流发电机的性能特点,深入了解其内部结构和工作原理。

通过不断的实践和研究,我们也将能够更好地应用直流发电机于实际工程中,为社会的发展做出贡献。

利用MAXWELL分析电机中的瞬态电场磁场

利用MAXWELL分析电机中的瞬态电场磁场

利用MAXWELL分析电机中的瞬态电场磁场电机是将电能转化为机械能的重要设备,其工作原理涉及到瞬态电场和磁场的相互作用。

为了分析电机中的瞬态电场和磁场,我们可以借助MAXWELL方程组进行研究。

MAXWELL方程组是描述电磁现象的基本方程,包括麦克斯韦方程和连续性方程。

这些方程包含了电场和磁场与电荷和电流之间的关系,可以用于分析电磁波在空间中的传播和电磁场的产生。

首先,我们来看麦克斯韦方程组。

麦克斯韦方程组包括以下四个方程:1.高斯定律:该方程描述了电场与电荷之间的关系。

它表明,电场从正电荷流出,流入负电荷,在一个闭合曲面上的电场的通量与该曲面内的电荷量成正比。

∮E·dA=1/ε₀∫ρdV2.高斯安培定律:该方程描述了磁场与电流之间的关系。

它表明,在一个闭合曲面上的磁场的通量与该曲面内的电流和变化的电场有关。

∮B·dA=μ₀(∫J·dA+ε₀∫∂E/∂t·dA)3.法拉第电磁感应定律:该方程描述了磁场的变化对电场的影响。

它表明,磁场的变化会产生电场环路上的感应电动势。

∮E·dl = -d(∫B·dA)/dt4.安培环路定律:该方程描述了电场的变化对磁场的影响。

它表明,变化的电场会产生环路上的感应磁场。

∮B·dl = μ₀∫J·dA + μ₀ε₀∫∂E/∂t·dA这些方程组成了描述电磁场的基本规律,可以用于分析电机中的瞬态电场和磁场。

在电机中,电流通过线圈产生磁场,磁场通过磁路产生力,力则驱动电机运转。

MAXWELL方程组可以用于分析电机中的电场和磁场变化。

以电机启动为例,启动时电机中的电场和磁场会发生急剧变化。

我们可以利用MAXWELL方程组分析这个过程。

首先,根据高斯定律,我们可以计算出电场在空间中的分布。

电场的分布与电荷密度相关,在电机线圈中的电荷密度会随着电流的变化而变化。

然后,根据高斯安培定律和安培环路定律,我们可以计算出磁场在空间中的分布。

基于Maxwell的无刷直流电机负载瞬态磁场分析实例

基于Maxwell的无刷直流电机负载瞬态磁场分析实例

基于Maxwell的无刷直流电机负载瞬态磁场分析实例5.1 节中已经完成了直流无刷机的模型建立和空载瞬态磁场分析,并得到了相关运行曲线和典型时刻场图分布。

本节主要针对的是负载工况时,直流无刷机的主要性能和特性分析,与上一节内容综合起来即是一套对无刷机完整分析的过程。

5.2.1 问题描述1考虑机械瞬态2不考虑机械瞬态计算电机轴上输出的电磁转矩,负载反电势,负载磁链,绕组电流波形等量。

根据电机学知识,可知两相无刷电动机的驱动电路如图5-51 所示,由4 对功率开关管对电机2 相绕组提供电电压进行控制,8 个二极管完成续流工作。

图5-51 两相无刷电动机驱动电路开关逻辑如下:A 相绕组施加正向电压,电机处于正相主磁场中,电机正方向转动。

开关管T1A 与T1B 导通,其它开关管关闭。

B 相绕组施加正向电压,电机处于正相主磁场中,电机正方向转动。

开关管T2A 与T2B 导通,其它开关管关闭。

A 相绕组施加反向电压,电机处于负相主磁场中,电机正方向转动。

开关管T3A 与T3B 导通,其它开关管关闭。

B 相绕组施加反向电压,电机处于负相主磁场中,电机正方向转动。

开关管T4A 与T4B 导通,其它开关管关闭。

5.2.2 控制电压电路设置对于两相无刷直流电动机,当A 相绕组反电势过零时,即A 相绕组轴线与主极轴线相重合(此位置可通过电机初始位置的设置获得,本例为15 度机械角度),此时两相无刷直流电动机的开关触发角度分别为45 度、135 度、225 度、和315 度电角度。

其换相角度如图5-52所示28图 5-52 四极两相无刷直流电动机触发角此时,各相绕组端所获得的电压如图 5-53 所示图 5-53两相无刷直流电动机负载所加相电压在 Ansoft 有限元计算中,控制电压由四个脉冲电压提供,如图 5-54 所示,图中四个电阻 R1 、R2、R3、R4 为控制电压回路限流电阻,Vc1、Vc2、Vc3 、Vc4 为电压表元件用来检测电压,由其与开关管相关联,V1、V2、V3、V4 为脉冲电压源,其电压脉冲与电机旋转位置相关,用来提供开关管动作电压。

发电机励磁系统工作原理

发电机励磁系统工作原理

发电机励磁系统工作原理
发电机励磁系统工作原理是通过在发电机的励磁线圈中通电产生电磁场,从而激发转子磁极上的磁场,进而导致转子磁极和定子磁极之间的磁场相互作用,产生电磁感应,最终实现电能的转换和发电。

具体过程如下:
1. 发电机的励磁线圈通电:励磁线圈被连接到直流电源上,通电后产生电流,从而在励磁线圈内形成电磁场。

2. 电磁场激发转子磁极:产生的电磁场经过磁路作用,激发转子磁极上的磁场。

3. 转子磁场与定子磁场交互作用:转子磁场和定子磁场之间相互作用,引发电磁感应现象。

4. 电磁感应产生交流电:由于转子磁场和定子磁场的相互作用,导致定子线圈中产生交流电流。

5. 交流电输出:产生的交流电经过定子线圈的接触器或整流器等装置,进行调整和控制后输出为电能。

总之,发电机励磁系统工作原理是通过励磁线圈通电产生电磁场,激发转子磁极上的磁场,并与定子磁场相互作用产生电磁感应,从而实现电能的转换和发电。

利用MAXWELL分析电机中的瞬态电场磁场

利用MAXWELL分析电机中的瞬态电场磁场

摘要在日常生活中,对于电机的应用无处不在,几乎所有用电设备都涉及到电机的应用。

而Ansoft Maxwell是一个款很强大的物理渲染器,用来分析电机十分方便。

在此,为了研究电机中磁场和电流的瞬态场情况,我们利用Ansoft Maxwell14.0分析了电机定子转子中的磁场和电流。

分析过程中按照建模、设置材料、设置激励、设置部分规则、设置求解规则等步骤最终成功模拟了电机中的瞬态场,并得到了磁体中的磁场强度矢量图等图。

目录1 建模 (1)1.1 创建定子模型 (1)1.2 创建转子模型 (2)1.3 创建转子线圈 (2)1.4创建激励电流加载面 (3)1.5 创建Region区域 (3)1.6 旋转转子 (3)2 设置材料 (4)3.设置激励 (4)3.1 定义绕组 (4)3.2 设置外部激励电路 (5)3.3 在Maxwell 3D下设置外部激励 (5)4 设置剖分规则 (5)5 设置涡流效应 (5)6 设置求解规则 (5)7 CHECK & RUN (6)8 后处理 (6)8.1 绘制模型中间对称面上磁体中的磁场强度矢量图 (6)8.2 绘制模型中间对称面上磁体中的电流强度幅值图 (7)8.3 绘出激励电流随时间变化的曲线 (7)1 建模打开maxwell 14.0 创建一个新的3D设计项目并将求解器设定为Transient类型,然后将几何尺寸单位设定为mm。

1.1 创建定子模型如图1-1所示,在坐标原点处创建两个同轴圆柱,然后将内部的圆柱体设置为空白部分,剩余的部分作为定子的外磁路。

结果如图1-2所示。

两圆柱体的参数如下图1-3,图1-4所示。

图1-1 图1-2图1-3再利用镜像复制两个小长方体,使其贴近定子外磁路的内侧,并将朝向远点一侧的裁成弧形,作为定子的俩个磁极。

如图1-5,图1-6所示。

最后将定子组合到一起。

1.2 创建转子模型仿照创建定子外磁路的方法,以原点为圆心创建一个空心圆柱作为转子。

串联自激同步发电机的稳态和瞬态行为(翻译)

串联自激同步发电机的稳态和瞬态行为(翻译)

串联自激同步发电机的稳态和瞬态行为摘要:串联同步电机(SCSG)是一种通过激磁电容把定子绕组和转子绕组串联起来的感应式电机。

这种电机同步运转产生频率为额定频率一半的正弦电压。

这篇论文介绍了关于该电机稳态和暂态的理论与实验研究,源于同步旋转结构,我们采用了d-q模型。

并计算出用于在某特定速度产生自励磁的最小电容值。

关键词:参数化电机、感应式电机、自励磁、同步发电机、广义电机理论符号清单:C 激磁电容,uFC min自励磁所需最小电容,uFi a,i b,i c a,b,c三相的各相瞬时电流,Ai ar,i br,i cr a,b,c三相的各相瞬时转子电流,Ai as,i bs,i cs a,b,c三相的各相瞬时定子电流,Ai d,i q d,q轴上各自的瞬时电流,Ai dr,i ds d轴的转子电流分量和定子电流分量,Ai qr,i qs q轴的转子电流分量和定子电流分量,AI d,I q d,q轴上各自的稳态电流,Ai m最大励磁电流,AI L,I a稳态负载电流和电枢相电流,AK 定转子变比l s,l r定子和转子的各相漏电感,HL s,L r定子和转子的各相自感,HL d,L q d,q轴各自的自感,HM 定子和转子间的最大互感,HN 转子速度P 微分算子R s,R r定子和转子各自的电阻,ΩR L,L 负载电阻(Ω)和电感(H)v a,v b,v c a,b,c三相的各相瞬时电压,Vv d,v q d,q轴各自的瞬时电压V d,V q d,q轴各自的稳态电压V a稳态相电压X s,X r基频时定转子的最大电抗,ΩZ Le感应负载和激磁电容并联的等值电抗,Ωw e,w 磁动势和转子的转速,rad/sⅠ绪论由于近年来能源消耗率增加,因而掀起一股可再生能源系统的热潮。

因此,最近的研究工作致力于探索不同类型可再生能源。

自励感应发电机因为能工作在较大的速度区间,所以适合于将风能转换为电能。

自励感应式发电机的行为研究显示其输出电压取决于负载频率(参考[1]-[4])。

励磁系统小电流试验时输出电压异常波动原因分析

励磁系统小电流试验时输出电压异常波动原因分析

励磁系统小电流试验时输出电压异常波动原因分析
事故现象:断开励磁调节器与励磁变压器的连接,采用调压器升压作为励磁系统的输入电源,把转子绕组用2kQ的电阻代替,使励磁调节器主回路流过小电流。

当励磁调节器输出电流为0. 5A时,直流输出电压波动较大,调压器出现电磁噪声。

事故分析:负载电流小于部分晶闸管的维持电流,使得部分晶闸管不能有效导通。

晶闸管不能有效导通引起励磁调节器输出电压波动较大,造成三相输入电流不平衡,使得调压器发出的声音非常奇特。

事故处理及反措:
(l) 改变励磁调节器的导通角,增大励磁调节器的输出电流,当输出电流为0.65A时,故障现象消失。

(2)整流桥晶闸管触发后要保持稳定导通,其通过的电流一般要求至少在1A以上,因此励磁系统在静态小电流试验时,要根据交流侧电压幅值进行负载电阻的选择,参照算式估算:R<O. 7Uac,即可保证触发角度小于90°时,晶闸管整流桥输出波形平稳。

发电机实验报告

发电机实验报告

发电机实验报告引言发电机是一种将机械能转化为电能的设备。

它通过磁场的旋转来产生电流,并利用导线的运动来产生电压。

本实验旨在探究发电机的工作原理,验证发电机产生电流的机制,并研究影响发电机输出电压的因素。

实验装置及步骤实验中我们使用了一个简单的手摇发电机装置。

该装置由一个铁芯电磁铁和一个绕组构成。

实验步骤如下:1. 将电磁铁固定在底座上,并连接电源和开关。

2. 将绕组绕在电磁铁上,并将导线的一端连接到一个灯泡。

3. 手摇发电机的曲柄,使电磁铁旋转。

4. 观察灯泡是否发光,并记录下发电机旋转的速度和灯泡的亮度。

实验结果与讨论在实验中,我们发现当手摇发电机旋转时,灯泡发出了明亮的光。

这表明发电机成功地产生了电流。

我们还发现,随着发电机旋转速度的增加,灯泡的亮度也随之增加。

这是因为发电机旋转速度的增加导致了更多的电流通过灯泡。

然而,当发电机旋转速度过快时,灯泡的亮度达到了一个饱和点,并不再增加。

我们进一步探究了影响发电机输出电压的因素。

在实验中,我们改变了电磁铁的磁场强度和绕组的匝数,并观察了其对发电机输出电压的影响。

我们发现,增加电磁铁的磁场强度可以提高发电机的输出电压。

这是因为更强的磁场可以产生更大的感应电动势。

同样地,增加绕组的匝数也可以增加发电机的输出电压。

这是因为更多的匝数意味着更多的导线参与电磁感应过程,从而增加了电流的产生。

结论通过本实验,我们验证了发电机的工作原理,并研究了影响发电机输出电压的因素。

实验结果表明,发电机通过磁场的旋转产生电流,并且旋转速度、磁场强度和绕组的匝数是影响发电机输出电压的重要因素。

我们还发现,发电机的输出电压在一定范围内随着旋转速度的增加而增加,但会达到一个饱和点。

实验的局限性和改进方向本实验使用的是简单的手摇发电机装置,其输出电压较低且不稳定。

为了更准确地研究发电机的工作原理,可以使用更先进的实验装置,如交流发电机或直流发电机。

此外,还可以进一步研究其他影响发电机输出电压的因素,如磁场的方向和导线的材料等。

发电机励磁原理

发电机励磁原理

发电机励磁原理发电机励磁原理是指在发电机运行过程中,通过一定的方法将电磁铁(励磁电流)通电,使其在转子上产生磁场,从而激发定子上的感应电动势,最终实现发电的过程。

发电机励磁原理是发电机正常运行的基础,对于发电机的性能和稳定性具有重要影响。

发电机励磁原理主要包括静态励磁和动态励磁两种方式。

静态励磁是指通过外部直流电源,将电流输入到发电机的励磁绕组中,产生恒定的磁场,从而激发感应电动势。

而动态励磁则是通过发电机自身的感应电动势产生励磁电流,实现自励磁。

在静态励磁中,励磁电流可以通过励磁电源的调节来实现对发电机输出电压的调节。

当励磁电流增大时,发电机的输出电压也会随之增大;反之,励磁电流减小,则输出电压也会减小。

这种方式可以实现对发电机输出电压的精确控制,保证发电机在不同负载下的稳定输出。

而在动态励磁中,发电机的感应电动势产生的励磁电流是由励磁系统自身调节的。

当发电机的负载发生变化时,感应电动势也会随之变化,从而调节励磁电流,保持发电机输出电压的稳定性。

这种方式可以实现对发电机在负载变化时的自动调节,提高了发电机的稳定性和可靠性。

在实际应用中,发电机励磁原理不仅可以通过直流励磁,还可以通过交流励磁来实现。

交流励磁可以通过变压器和整流装置将交流电转换为直流电,然后输入到励磁绕组中,实现对发电机的励磁。

这种方式在某些特定的应用场合中具有一定的优势,可以满足不同的电力需求。

总的来说,发电机励磁原理是发电机正常运行的基础,对于发电机的性能和稳定性具有重要影响。

通过静态励磁和动态励磁两种方式,可以实现对发电机输出电压的精确控制和稳定调节,保证发电机在不同负载下的稳定输出。

同时,交流励磁也为发电机的应用提供了更多的选择和灵活性。

发电机励磁原理的深入理解和有效应用,对于提高发电机的性能和可靠性具有重要意义。

发电机的励磁方法及工作原理

发电机的励磁方法及工作原理

.发电机的励磁方法及工作原理同步发电机为了实现能量的转换,需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流,称为发电机的励磁电流。

根据励磁电流的供给方式,凡是从其它电源获得励磁电流的发电机,称为他励发电机,从发电机本身获得励磁电源的,则称为自励发电机。

一、发电机获得励磁电流的几种方式1、直流发电机供电的励磁方式:这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机,这种专用的直流发电机称为直流励磁机,励磁机一般与发电机同轴,发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。

这种励磁方式具有励磁电流独立,工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点,是过去几十年间发电机主要励磁方式,具有较成熟的运行经验。

缺点是励磁调节速度较慢,维护工作量大,故在10MW以上的机组中很少采用。

2、交流励磁机供电的励磁方式代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。

交流励磁机也装在发电机大轴上,它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁,此时,发电机的励磁方式属他励磁方式,又由于采用静止的整流装置,故又称为他励静止励磁,交流副励磁机提供励磁电流。

交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。

为了提高励磁调节速度,交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机,而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。

这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内,转子只有齿与槽而没有绕组,像个齿轮,因此,它没有电刷,滑环等转动接触部件,具有工作可靠,结构简单,制造工艺方便等优点。

缺点是噪音较大,交流电势的谐波分量也较大。

3、无励磁机的励磁方式:在励磁方式中不设置专门的励磁机,而从发电机本身取得励磁电源,经整流后再供给发电机本身励磁,称自励式静止励磁。

自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。

自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流,经整流后供给发电机励磁,这种励磁方式具有结简单,设备少,投资省和维护工作量少等优点。

发电机组的输出电压与发电机组中的转速及励磁电流有关

发电机组的输出电压与发电机组中的转速及励磁电流有关

发电机组的输出电压与发电机组中的转速及励磁电流有关,而转速又决定了输出交流电的频率,只有在决定了频率的情况下,再测量其输出电压的额定值,即先进行满载时调整交流电频率为额定值(50Hz),然后去掉负载(为空载)测量其输出电压为整定(400V)。

通过三次突加、突减负载,测得输出电压,经计算得瞬态电压调整率dUs应符合要求。

US-U
dUS= ————×100%
U
式中:U———额定电压,V;
US———负载突变时的瞬时电压最大值和最小值,V。

当机组为三相机组时,US取三线电压的平均值。

瞬态电压调整率的考核值取三次试验dUs计算值的平均值。

测量方法与步骤:
(1)发电机加满载调整输出交流电频率为整定值(50Hz)。

(2)发电机去载(为空载)调整输出交流电压为整定值(400V)。

(3)突加60%的额定功率,然后一次性降至空载,连续进行三次,测得输出电压,经计算得瞬态电压调整率dUs应符合要求,突加≥-15%,突减≥+20%。

(4)电压恢复时间指从电压突变时起至电压开始稳定在与稳定电压相差±dU范围内止所需的时间。

用存储示波器从电压变化的图线上读出。

注:突变负载分下列两种:功率因数不超过0.4(滞后)和60%额定电流的三相对称负载(对额定功率大于250kW的发电机组可为50%额定负载)。

直流发电机 端电压和激磁电流关系

直流发电机 端电压和激磁电流关系

直流发电机端电压和激磁电流关系
直流发电机的端电压和激磁电流之间的关系可以通过欧姆定律进行描述,即电压等于电流乘以电阻。

在直流发电机中,激磁电流通过励磁绕组产生磁场,这个磁场与电枢绕组相互作用产生感应电动势,从而产生端电压。

因此,激磁电流的变化将直接影响发电机的端电压。

当激磁电流增加时,磁场强度增加,感应电动势增加,从而使端电压升高。

相反,当激磁电流减小时,磁场强度减小,感应电动势减小,从而使端电压降低。

因此,通过调整激磁电流的大小,可以调节发电机的端电压。

需要注意的是,在发电机运行过程中,端电压和激磁电流之间存在着一种动态平衡关系。

如果端电压过高或过低,会影响发电机的正常运行,甚至可能导致发电机损坏。

因此,在实际应用中,需要密切关注发电机的端电压和激磁电流的变化,并采取相应的措施进行调节和控制。

汽车混合励磁爪极发电机电流输出能力分析

汽车混合励磁爪极发电机电流输出能力分析

汽车混合励磁爪极发电机电流输出能力分析拥有高效率和低排放的汽车混合动力技术成为了当前市场趋势和环保意识的推动因素。

作为其重要组成部分,在汽车混合励磁爪极发电机中,其电流输出能力也是评估其性能优劣的重要指标之一。

汽车混合动力技术中的励磁爪极发电机是一种静转子同步发电机,其主要特点是采用了鼠笼式转子结构。

相较于传统的旋转励磁方式,它可以实现一种非旋转励磁,尤其适用于高转速、频繁起停的汽车混合动力系统。

其输出电流的大小直接影响到自动控制系统的稳定性和能量转换效率。

对于汽车混合励磁爪极发电机电流输出能力的分析,需要考虑其电机转速、励磁电流和电阻负载等因素。

其中,转速是影响电流输出最重要的因素之一。

由于汽车混合动力系统的阶段性运行特点,发电机的转速会发生变化。

因此,发电机转速的变化对其电流输出能力的影响需要被充分考虑。

励磁电流也是影响电流输出能力的重要因素。

当励磁电流较小时,爪极发电机的输出电压会降低,影响其正常工作,并且输入至直流母线的电能较低。

当励磁电流较大时,容易造成发热过大以及电动机的效率下降,从而影响发电机的实际产生功率和输出电流量,甚至导致电机损坏。

因此,在选择合适的励磁电流时,需要根据实际情况考虑。

此外,电阻负载也是影响汽车混合励磁爪极发电机电流输出能力的重要因素之一。

在测试过程中,将加入一定的电阻负载,并通过变化负载电流的大小,来测试发电机的输出能力。

电阻负载大小的改变会导致发电机的输出电流发生变化,因此,在确定负载大小时,也需要综合考虑。

总体而言,汽车混合励磁爪极发电机电流输出能力的分析需要综合考虑多个因素,包括转速、励磁电流和电阻负载等因素。

在实际应用中,需要根据具体情况进行合理选择,并优化其电流输出能力,从而提高汽车混合动力系统的整体性能和环保效益。

除了电流输出能力,汽车混合励磁爪极发电机还需要满足一些其他的性能要求。

例如,它应该具有高效的能量转换效率、良好的动静平衡性能、低噪声、可调性强等特点。

电磁感应与发电机实验设计与结果分析

电磁感应与发电机实验设计与结果分析

电磁感应与发电机实验设计与结果分析导言:电磁感应是指通过磁场的变化引起导体内电场和电流的现象。

发电机则利用电磁感应现象将机械能转化为电能。

本文将介绍电磁感应与发电机实验的设计以及对实验结果的分析和讨论。

一、实验设计1. 实验目的本实验旨在探究电磁感应的基本原理,通过搭建一个简易发电机,观察其电压输出的变化,并分析其影响因素。

2. 实验器材本实验所需的器材有:- 镁合金导线- 硅钢铁心线圈- 磁铁- 电流表- 旋转轴承- 直流电源- 拖动装置- 电阻箱- 示波器3. 实验步骤(1) 首先,固定硅钢铁心线圈和磁铁在相对稳定的位置,并保持相对静止不动。

(2) 将导线连接到线圈的两个端点,并将另一端连接到电流表和直流电源。

(3) 启动拖动装置,让线圈在磁铁的磁场中旋转。

(4) 记录电流表的读数,并用示波器测量输出电压。

二、实验结果与分析1. 输出电压变化规律通过实验观察和测量,我们得到以下结果:- 当线圈以一定速度旋转时,输出电压会随之波动,并在一个周期内呈现正弦曲线的形式。

- 输出电压的幅值与线圈的旋转速度、磁铁的强度等因素有关。

2. 影响电压输出的因素通过实验,我们可以发现影响电压输出的主要因素有:- 旋转速度:线圈的旋转速度越快,电压的频率越高,幅值也会增加。

- 磁场强度:较强的磁场会增加电压输出的幅值。

- 线圈的匝数:线圈匝数越多,输出电压的幅值越大。

- 磁极数目:磁场中的磁铁极对数越多,输出电压的频率越高。

3. 实验误差和改进措施在实验过程中,可能会存在一些误差,主要包括:- 电流表的读数误差:由于电流表的精度限制,读数可能有一定误差。

可以使用更高精度的电流表来减小误差。

- 实验环境的干扰:实验环境中的电磁干扰可能会对结果产生影响。

可以在实验室环境下进行实验,并采取屏蔽措施。

- 磁场变化:磁铁的磁场可能会出现漂移或衰减的问题,影响实验结果。

可以使用稳定的磁场源,并定期检查和校准。

三、结果讨论通过实验观察和分析,我们可以得出以下结论:- 电磁感应是通过磁场的变化引起导体内电场和电流的现象,是发电机工作的原理之一。

电磁感应中的发电机输出电压研究电磁感应中发电机输出电压的计算和应用

电磁感应中的发电机输出电压研究电磁感应中发电机输出电压的计算和应用

电磁感应中的发电机输出电压研究电磁感应中发电机输出电压的计算和应用在电磁感应中,发电机是一种利用磁场变化导致电流产生的装置,通过转换机械能为电能。

本文将研究电磁感应中发电机输出电压的计算方法和应用。

一、电磁感应原理电磁感应是指在磁场变化时,会在导体中产生感应电动势。

根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与导体中磁场变化速率成正比。

在发电机中,通过转动磁场与导线之间的相对运动,可以产生感应电动势。

二、发电机输出电压的计算发电机输出电压的计算可以通过以下公式得到:ε = B * A * N * ω * sin(θ)其中,ε表示感应电动势;B表示磁场的磁感应强度;A表示导线所包围的面积;N表示线圈的匝数;ω表示转子的角速度;θ表示磁场线与导线的夹角。

根据该公式,我们可以看出,发电机的输出电压与磁场强度、导线面积、导线的匝数、转子的角速度以及磁场线与导线夹角等因素密切相关。

通过调整这些参数,可以实现对输出电压的控制。

三、发电机输出电压的应用发电机的输出电压在实际应用中具有广泛的用途。

主要应用于以下几个方面:1. 电力供应:发电机可以将机械能转化为电能,用于供应电力需求。

在电力系统中,发电机是电网的重要组成部分,可以提供稳定的电压和电力。

2. 农业生产:农村地区常常利用发电机进行农业生产。

发电机可以为农用设备提供动力,如水泵、灌溉设备等,从而提高农业效率。

3. 工业生产:发电机在工业生产中也起着重要作用。

它可用于为各种机械设备供电,如大型机床、生产线等,为工业生产提供稳定的电力支持。

4. 交通运输:发电机被广泛应用于汽车、船舶等交通工具中。

它可以为发动机提供启动能量,同时为车载设备供电,如车载空调、音响系统等。

5. 科研实验:在科研实验中,发电机也被用于提供电力。

特别是在需要稳定电压和电流的实验研究中,发电机的输出电压可以达到实验的要求。

综上所述,电磁感应中的发电机输出电压具有重要的研究价值和应用意义。

一起发电机励磁电压及电流抖动的故障分析

一起发电机励磁电压及电流抖动的故障分析

一起发电机励磁电压及电流抖动的故障分析摘要:介绍了一宗新发电机组启动调试过程中励磁电压及励磁电流抖动的案例,并就如何进行排查、处理进行分析、总结,为同行处理类似故障提供调试经验。

关键词:副励磁;调节装置;相序Abstract:Introduces the start-up debugging process of excitation voltage and excitation current jitter case a new generating units, and how to carry on the investigation, analysis, summary treatment, provide debugging experience for similar fault handling peer.Keywords:Auxiliary excitation Adjusting device Phase sequence同步电机励磁系统是提供电机磁场电流的装置,包括所有调节与控制元件,还有磁场放电或灭磁装置以及保护装置。

励磁控制系统是包括控制对象的反馈控制系统。

励磁控制系统对电力系统的安全、稳定、经济运行都有重要的影响。

在发电机安装完毕做完静态试验后,还需要在启动时进行动态试验,包括短路试验、空载试验、带负荷试验等。

如果励磁系统不能正常工作,则会影响到到发电机的正常调试和运行。

在韶钢某台发电机做动态试验时就遇到了励磁系统不正常工作的情况,我们一起来探讨一下如何发现和解决的。

1、工作原理韶钢某新的余热发电站的18MW发电机采用了交流无刷励磁机,由交流发电机(交流励磁机PMG)提供励磁电源的励磁系统叫交流励磁机励磁系统。

交流励磁机为350Hz的三相交流发电机,发出的三相交流电压经三相全波桥式整流装置整流后变为直流电压,向同步发电机主励磁机定子(L1、L2)提供励磁电源。

永磁副励磁机的拖动方式为由汽轮机拖动与发电机同轴的拖动方式,励磁方式为它励方式。

发电机机组自励磁问题及过电压问题的分析及计算研究

发电机机组自励磁问题及过电压问题的分析及计算研究

山东电网黑启动实验- 发电机机组自励磁及过电压问题的分析研究山东大学电气工程学院王洪涛1 发电机机组自励磁问题的分析及计算研究 (2)1.1 自励磁的物理过程 (2)1.2 发生自励磁的条件 (3)1.3 自励磁计算与分析 (4)1.4 小结 (5)2 过电压问题的分析及计算研究 (6)2.1 过电压问题的分析 (6)2.2 工频过电压计算 (7)2.3 空载线路合闸操作过电压计算 (8)2.3.1 分段空充线路 (8)2.3.2 一次空充全部线路 (10)2.4 空充变压器谐振过电压计算 (10)2.5 小结 (12)1 发电机机组自励磁问题的分析及计算研究发电机自励磁是黑启动过程中需要注意的问题,本章从发生自励磁的物理过程开始,结合泰安抽水蓄能电站实际对黑启动过程中自励磁发生的条件进行了分析和计算。

1.1 自励磁的物理过程自励磁实质是参数共振现象。

在正常的同步运行情况下,水轮发电机的同步电抗在X d 〜X q之间周期性地变动着,即每过一个电周期,电抗将变动两个周期。

另一方面,无论是凸极机(水轮发电机)还是隐极机(汽轮发电机),当它们处于异步工作状态,或者处在定子磁通变动时的同步工作状态时,电抗将在X d'〜X q之间周期性变动。

在所有这些情况下,如果电机的外电路具有容抗性质,就可能在此电感参数自动变化的振荡回路中激发起一种特殊性质的过电压,称为参数共振过电压。

首先,共振所需的能量由改变参数的发电机所供给,而不需单独的电源电压。

同时,在起始阶段,只要回路中具有某些残余能量,例如,转子剩磁切割绕组而产生不大的感应电压,或电容两端具有微小的残压,就可保证共振现象的持续发展。

其次,由于实际电网中存在着一定的损耗电阻,所以每次参数变化所引起的能量应当足够大(即参数变化足够大),以便不仅可以补偿电阻中的能量损耗,才可能并使回路中的储能愈积愈多,保证共振的发展。

第三,共振发生后,回路中的电流和电压的幅值,理论上能趋于无穷大,这一点与线性共振现象有着显著的区别,后者即使在完全共振的条件下,其振荡的幅值也受损耗电阻所限制。

发电机电压和励磁电流的关系

发电机电压和励磁电流的关系

发电机电压和励磁电流的关系
励磁电流越大,转子磁场越强,同样转速下定子线圈中的感应电动势越高;在空载时,极端电压取决于转子磁场的大小;带上负荷后,由于定子线圈中的负荷电流产生的磁场(电枢反应磁场)和转子磁场共同形成了合成磁场,这时机端电压则取决于合成磁场的大小;由于负荷电流的大小和性质的不同,电枢反应磁场对转子磁场有增强(进相时)或削弱(迟相时)的作用,定子电流中产生这个增强或削弱作用磁场的电流就是无功电流,这个电流乘电压就是无功功率咯;如果无功功率平衡,那么机端电压维持不变,如果负荷变动,电枢反应磁场变化引起合成磁场的变化,机端电压就会波动,那么就需要我们调节励磁电流来调整转子磁场的大小使合成磁场保持不变,以维持机端电压不变。

电机瞬态电压方程

电机瞬态电压方程

电机瞬态电压方程
电机瞬态电压方程是描述交流电机在启动、制动或负载突变等瞬间过程中,电动势和电流之间关系的数学方程。

它是电机动力学模型的重要组成部分,用于分析和设计电机控制系统。

电机瞬态电压方程通常采用基于磁链的方法来描述,它假设电机的磁场是一个恒定的量,因此可以用磁链来表示。

在瞬态过程中,电机的磁链随时间的变化率可以表示为:dΦ/dt = (dΦ/dt)_e - (dΦ/dt)_i
其中,(dΦ/dt)_e是电机的电磁转矩产生的磁链变化率,(dΦ/dt)_i是电机的磁通量变化率,也称为磁通量反电势。

根据基尔霍夫定律,电机的电磁转矩产生的磁链变化率等于电机的电动势产生的磁链变化率,即:
(dΦ/dt)_e = (dΦ/dt)_m
其中,(dΦ/dt)_m是电机的电动势产生的磁链变化率。

因此,电机瞬态电压方程可以表示为:
dΦ/dt = (dΦ/dt)_m - (dΦ/dt)_i
电机瞬态电压方程的解可以用来计算电机瞬态过程中的电动势和电流,从而实现电机控制。

先进三代核电机组甩负荷至厂用电试验瞬态分析

先进三代核电机组甩负荷至厂用电试验瞬态分析

先进三代核电机组甩负荷至厂用电试验瞬态分析
先进三代核电机组是当前最新的核电机组技术,具有更高的安全性和可靠性。

在进行
负荷转移试验时,需要进行瞬态分析来评估核电机组和厂用电系统之间的相互影响。

此时,瞬态分析即是对系统当中瞬间产生的电流、电压和功率等参数进行分析和计算的过程。

进行瞬态分析需要建立准确的模型。

对于核电机组和厂用电系统,需要建立相应的数
学模型,包括各个设备的参数、拓扑结构以及各个节点之间的电流和电压关系等。

通过建
立这些模型,可以得到系统在不同运行状态下的电流、电压和功率等参数。

进行瞬态分析需要进行实验数据的采集和处理。

通过在核电机组和厂用电系统中安装
各种传感器和监测设备,可以实时采集到系统中各个设备的电流、电压和功率等实时数据。

然后,将这些实验数据进行处理和分析,得到系统在不同瞬态工况下的电流、电压和功率
等参数。

进行瞬态分析需要使用相应的计算软件和算法。

通过将建立好的模型和实验数据输入
到计算软件中,可以进行瞬态分析的计算。

计算软件会根据输入的模型和数据,通过相应
的算法计算出系统在不同瞬态工况下的电流、电压和功率等参数。

通过对这些参数的分析,可以评估核电机组将负荷转移到厂用电系统时的影响,并提出相应的建议和措施。

先进三代核电机组甩负荷至厂用电试验瞬态分析是一项重要的工作。

通过建立准确的
模型、采集和处理实验数据以及使用相应的计算软件和算法,可以评估核电机组和厂用电
系统之间的相互影响,确保核电站的安全稳定运行。

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2 发 电机输 出 电压 与激 磁 电流 的 平 均 值
2 1 发 电机 空 载时 的输 出电压 与激磁 电流 .
三 相 绕 组 星 形 联 接 时 汽 车 发 电 机 输 出 电 压 的 平 均 值 为 :
fF 2 4 , 一 .3 { .
式 ( ) , 为 发 电 机 输 出 电 压 的 平 均 值 ,’、发 电 机 一 相 绕 组 电 压 的 有 效 值 . 1中 (, 勾 t
式 ・ 导 _ 电 子 式 电 压 凋 节 器 功 率 管 截 止 时 问 和 导 通 时 间 的计 算 公 式 . 推 『 由此 得 出 的功 率 管最 高 开关 频 率 可作 为 选 择 功 率 管 工 作 频 率
的 依据 .
[ 键 词 ] 汽车 电子技术 ; 关 汽车发电机; 电子式 电压调 节器 ; 瞬态过程; 出电压 : 输 激磁电流
3 1 1 功 率管 截止时 发 电机 的激磁 电 流与输 出 电压 . .
由式 ( ) 知 , 率管 截止 前一 瞬间 激磁 电流 达到该 转速 对应 的 4可 功 上 限 值 根据 换路 定 律L可计算 图 2 4 a的 电 流 为 :
( )- I2e 一 f - f . -
I 一 (, + 2 + 2 R / , f (F Up I ) C1. 2
根据式 ( ) 式 () : 2和 5得
显然 , 当发 电机 在 同 样 的转 速 和 输 出 电 压 工 作 时 , 载 时 的 激 磁 电 流 大 于 空 载 时 的 激 磁 电 流 , 且 负 载 电 负 而
Ke r y wo ds: u o e e t o i e hnqu s u o a r a o :e e ton cv la e r g l t ;ta se ts a e;o t u o t g a t lc r n c t c i e ;a t he n t r lc r i o t g e u a or n in t t r u p tv la e;e c t g c r e t x ii u r n n
当 发 电机 磁 路 不 饱 和 时 , 通 与 激 磁 电 流 成 正 比 一 则 发 电 机 空 载 时 其 相 电 压 的 有 效 值 为 磁 ,

E == =C ,一 Cn f ? I.
[ 稿 日期 ]2O一5l 收 03o一2
[ 蕾简 介 ]邓海英(93 )男. 作j 16 . 湖南祁东人 . 副教授 . 硕士. 从事汽车 电器与电子技术教学及科研工作 主要
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6 8
中 南





第 2 4卷
式 () ,m 1 中 E 为发 电机~ 相绕 组 的电动 势有 效值 , C 为电机 常数 , 为发 电机转 速 , C=C K .
则 发 电 机 输 出 电压 的平 均 值 可 表 示 为 :
通 过功 率管 7 的 导通 和截 止来 控制 激 磁 电流 的大小 , 发电 机输 出 ' 使
电压 保持 基本 不变.
图 2 功 率 管 截 止 和 导 通 时 的 激 磁 电路
Fi 2 Th xc t n i c t whe owe g. e e ii g c r ui np r t a i t r c — f nd t r on r ns s o ut o f a u n-
流 越 大 , 磁 电 流 也越 大 . 激
3 发 电机 激 磁 电流 与 输 出 电 压 的瞬 时 值 表 达 式
鉴 于 目前 发 电 机 配 用 的 调 节 器 基 本 上 为 电 子 式 的 , 此 本 文 仅 因 讨论 配用 电 子调节 器的 发 电机.
3 1 发 电 机 空 载 . 晶 体 管 和 集 成 电 路 等 电 子 式 调 节 器 的 类 型 很 多 , 都 是 通 过 其 但 功 率 管 来 控 制 发 电 机 激 磁 电 流 的 , 等 效 电路 如 图 l 示 . 其 所 当 汽 车 发 电 机 的 输 出 电 压 达 到 电 压 调 节 器 调 节 电 压 的 上 限 值
图 1 电 子式 电压 调 节 器 原 理 图
Fi El c r c vo t g e ul o g.1 e t i l a e r g at r
时, 功率 管 丁 截 止 , 切断激 磁 电路 , 场绕 组 与续 流二极 管构 成 回路 磁
( 效 电 路 如 图 2 所 示 ) 由 于 激 磁 电路 与 电 源 断 开 , 磁 电 流 减 小 , 等 a , 激
的输 出 电压 的 瞬时值 “ £ 为 : r()
F() : u 2 一 . l£ e () 7
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反比. 当发电机工作时, 其输出电压和激磁电流随转速和负载而受【 . . 对于发电机的输 出电压和激磁电流 的变 化
化 情 况 , 关 专 著 。 进 行 了 定 性 分 析 却 未 作 定 量 的 计 算 , 些 定 性 分 析 的结 果 是 否 正 确 , 往 很 难 科 学 而 有 : 仅 这 往 客观地 判定. 此 , 中对 发电机 在不 同情 况下其 输 出电压 与激 磁电流 的瞬 态过程 进行 了 定量分 析与计 算. 为 文
f 1 =U1C1 , / , 2 f一U2C1. 2 / , 2 () 3 () 4
2 2 发 电 机 负 载 时 的 输 出 电 压 与 激 磁 电流 .
考虑 到发 电机 定子绕 组 的电 阻 电压降及 二极 管 的正 向导 通 电压 , 其输 出电压平 均值 为 :
U F C12 f 2 一 2 R。 = ,I 一 . ( )
DEN G a — i g, FU a ln H iy n Xi n—a ( c oJ fId so 、 F Sh o n ut ’ CS U.Z u h u 12 0 、 n n Chn ) o h zo l 0 6 Hu a , ia
Ab t a t Thi pa e k s aqu nt a i e a l ss o he ta se ts a e o u pu o t g n x i n u r nti n a t r a o ,gie s r c : s p r ma e a i t na y i ft r n in t t fo t tv la e a d e c t g c r e n a le n t r t v i vs
发 电机输 出电压 与激磁 电流瞬态过程分析
邓 海英 , 付仙 兰
【 南 林 学 院 工 业学 院 . 南 株 洲 4 2 0 ) 中 湖 1 0 6
[ 摘 要 ] 定量分析 了汽车发 电机输 出电压 和激磁 电流的瞬态 过程, . 给出 了发电机在空载和负载时其输 出电压及激磁电流的表达
发 电机 电压 随之 降低. 当其输 出电压 下降 到调节 电 压的下 限值 时 , 调 节 器 的控 制 电路 使 功率 管 丁 导 通 , 激磁 电路 与 电 源接 通 ( 其等 效 电
路 如图 2 b所 示 )激 磁 电 流 增 加 , 电 机 输 出 电 压 升 高. 见 , 节 器 , 发 可 调
Uv C1 = , 2 ( ) 2
式 ( ) , 2 3C. 2 中 C= .4
由于 电压调 节 器 的作 用 , 当发 电机 转速 一 定时 , 其输 出电压 始终 在 调节 电 压 的上 限值 ( 为 (: 和调节 电 记 ) ,
压 的 下 限 值 ( 为 U,之 间 变 化 . 此 , 电 机 的 激 磁 电 流 在 其 上 限 值 ( 为 I ) 下 限 值 ( 为 I ) 间 也 相 应 记 ) 因 发 记 f和 2 记 之 地 变化 . 据式 ( )得式 ( ) 式 () 即 根 2, 3和 4,
( 6,
式 ( ) , () 功 率 管 截 止 后 激 磁 电 流 的 瞬 时 值 .— / 激 磁 电 路 时 间 常 数 , 中 6 中 i f为 r R为 r 其 为 磁 场 绕 组 的 电 感 值 , 尺 为磁 场 绕 组 的 电 阻 值 . 功 率 管 截 止 前 一 瞬 间 发 电 机 的 输 出 电 压 达 到 上 限 值 U , 式 ( ) 式 ( ) 计 算 出 功 率 管 丁 截 止 后 发 电 机 由 2 、 6可
1 问题 的提 出
汽 车 发 电 机 输 出 电 压 的 平 均 值 与 激 磁 电 流 和 转 速 的 乘 积 成 正 比. 使 发 电机 在 不 同 转 速 工 须 通 过 电 压 调 节 器 对 其 激 磁 电 流 进 行 相 应 的 控 制 , 要 求 发 电 机 的 激 磁 电 流 与 转 速 成 则 且
t e e p e s o s o u p tv la e a d e ctn Ur e t i l o d a d l a o d to s.a d d d c s t e c l u a i g f r u a fC t o f h x r s i n fo t u o t g n x ii g C r n n l la n o d c n ii n O n e u e h a c f tn o m ls o U — f tme a d t n o i ft e p we r n it r i t e e t o c v la e r gu a o .Th i h s r q e c fp we r n i t a e v i n u — n tme o h o r t a s s o n a 1 l c r ni o g e l t r r r e h g e t fe u n y o o rt a ss orc n s r e a h a i o r r q e c ft e p we r n i l r s t e b s s fwo k f e u n y o h o r t a ss o
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