三相自激异步发电机单相带载运行研究开题报告

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1、学校代码：11065编号：青岛大学硕士学位论文开题报告论文题目:三相自激异步发电机单相带载运行研究姓名:周兵专业名称:电气工程研究方向:电机运行分析指导教师:吴新振日期:2017年12月31日1青岛大学硕士研究生学位论文开题报告专业电气工程论文起止日期2017年3月-2016年4月课题来源自选项目选题报告会日期2017年12月31日论文题目三相异步发电机单向运行带载能力研究研究方向电机运行分析一、选题的背景和意义随着环境污染与资源消耗的日益加剧，能源问题已成为全球问题，为减少环境污染节约宝贵资源

2、，利用可再生能源进行发电的要求越来越迫切，作为独立电力系统发电模块的异步发电机的研究工作也越来越受到重视。国家财政设立资金支持相关科技研究和产业发展，支持鼓励可再生能源并网发电。电网企业也积极与可再生能源发电企业签订并网协议，促进了相关产业领域的发展。异步发电机早在上个世纪初期已经进入人们视野，并被相关学者所研究[1,2]。但由于异步发电机输出电压随负载变化而改变，而同步发电机采用直流电励磁，不仅能向负载提供有功功率，也能提供无功功率以维持恒定电压满足各种负载的需要，发电效率相对较高，因此长期以

3、来人们将发电设备的研究主要放在同步电机，逐渐减少了对异步发电机的研究。近年来，随着人类环保意识的不断增强，风能作为一种可再生清洁能源正获得越来越多的关注。风能在不同时刻是变化的，而同步发电机在变化的转速下无法产生频率恒定的电流，这一特点使得其优势被大大削弱。不仅如此，同步发电机需要直流励磁系统、电刷、滑环等构件其转子由铜线绕制而成，结构复杂。同步电机在运转时电刷与滑环之间的摩擦不仅仅影响电机的效率和电气指标，还会产生火花，维护难度较大。相比较而言，鼠笼转子异步发电机产生的电流频率随转速变化很小，

4、对频率要求不高的场合是满足运行条件的，再考虑到其结构简单，维修方便，成本低廉等优势，异步发电机已成为风力发电的主要设备[3,4]。但异步电机的主要缺点是需要向电网吸收滞后的无功功率[5,6]。由于我国幅员辽阔，很多能源丰富的地区往往比较偏僻，将这些地区输电线路不能达到，而要将用电设备并入电网系统将花费昂贵费用并面临严重的施工困难，因此采用异步发电机对这些地区供电形成独立的电力系统是比较经济可行的方案。但这种情况下的电力系统往往规模较小，采用三相四线制既不实用也无必要，可采用单相发电机产生单相交流

5、电对负载供电。普通的单相异步电机容量较小，一般不超过3kW，如果采用这样的单相异步电机供电恐怕难以满足当地负载的实际需求。而三相异步电机结构简单，无刷无滑动接触，不需专用的直流电源且能承受故障电流，其研究与制造相对更为成熟，由于应用范围广，其可选择的标准型号与容量也较为丰富，因此采用三相异步电机带单相负载就变得具有较为实用的意义[7,8]。青岛大学硕士研究生学位论文开题报告一、国内外研究现状自1831年法拉第发现电磁异步定律之后，不同形式的发电机与电动机相继应运而生。1901年法国人M.Mauy

6、iceLoblance首次提出异步发电机原理，1935年E.D.Bassett与J.E.Barkle等人分别对小型异步发电机原理、特性及其应用进行了研究分析[9]，直到20世纪50年代前后异步发电机在水电、热电站的辅机发电、自备电站等场合都有应用，其后却陷于中断。困扰异步电机发电运行的原因一方面是同步发电机具有可维持负载电压稳定，发电效率较高等诸多优点，使得异步电机在发电领域似乎无用武之地；另一方面是异步发电机在自身无功补偿方面存在较严重缺陷，输出电压的不稳定与呆在能力差等问题严重制约了其发展。

7、如果保留异步发电机的优点，再通过优化设计稳定其输出电压并提高其带载能力，则异步发电机的巨大潜力将会发挥出来。特别是农村、山区、哨所、野战部队、海岛等电网不能到达的地区，异步发电机的运行可靠，维护方便等优点显现出来，并将对这些场所供电问题的解决将起着重要作用。近年来，随着煤炭、石油等化石能源的快速消耗，加上现代化社会日益增长的资源需求，能源矛盾日益突出，而能源消耗过程中的化学反应亦对自然环境产生很大破坏。在此背景下，可再生能源（水能、风能等）被利用进行发电的呼声越来越强，作为独立电力系统发电模块的

8、的异步发电机的研究工作又逐渐获得重视[10]。目前，异步电机研究方面的论文屡屡发表在国内外相关期刊上，以异步发电机对称运行分析为主的专著也已出版发行，三相异步发电机用作自激单相发电模式的研究论文也已有所发表[11,12]。异步发电机用作单相运行目前有两种方案。一种是采用单相异步电机发电，其定子上包括两套绕组，主绕组接运行电容，副绕组接激励电容，其发展历史是首先研究高效单相异步发电机，然后分析其稳态性能，提高其运行效率。根据这些研究成果，还设计和生产了多种形式的电压调节器[13]，随后提出在负载回