带整流负载异步发电机分析

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1、摘要捅晏带整流负载异步发电机具有结构简单坚固、可靠性高、成本低、功率密度高等独特优点，是电力系统直流供电模块的重要发展方向之一。针对异步发电机带整流系统稳态运行后其电路为多回路、变拓扑结构，直接采用电流回路法分析极为困难复杂的特点，本文根据异步发电机定、转子边的电势平衡关系列写电压方程式，然后把方程式折算到基值频率，得到能够进行稳态分析的电机⋯一相等值电路，在忽略整流桥有功损耗的前提下，引进功率平衡法将直流侧、交流侧联系起来，结合电机的等值电路，建立了异步发电机带整流负载系统的完整数学模型，该模型不仅分析过程简便，而且通过实验证明具有较高

2、的分析精度。异步发电机机端电容是保持异步发电机带整流系统恒压输出的基础，电容值的确定是保持直流侧电压稳定的关键。为了确定不同负载下保持直流侧电压恒定时交流侧对应的电容值，本文采用了通过优化算法求取稳压电容的方法，提出利用变量轮换和Hooke．Jeeves相结合的模式搜索法求解有约束优化问题，从而克服了传统的Newton．Raphson法稳定性差与难于处理有约束条件的缺点。针对异步发电机带整流系统后电路中存在大量谐波问题，本文利用Fourier变换分离出带不可控整流负载时交流侧电压、电流基波分量以及谐波分量，分析了刁i同滤波电感对电路中谐波

3、的影响，此外本文在传统的谐波分析法之}二提出了一种简洁的LC滤波分析设计方法，该方法在忽略三次以上谐波的基础上，利用直．交侧的电压电流关系以及其谐波计算公式，建立完整的直一交侧谐波分析数学模型，利用该模型可以有效的确定交流侧LC滤波器的参数选择范围。关键词：异步发电机；整流负载；功率平衡；优化算法；谐波AbstractTheinductiongeneratorwitharectifierloadjscharacterizedbyhardandsimplestructure，highreliability,lowcost，highpower

4、density．ItrepresentsthedevelopmenttendencyofthepowergenerationblockinDCsupplypowersystem．Inviewoftheinductiongeneratorcarryingarectifierbridge，theoverallsystembecomesmulti—loop，non--linear,variable·-topology；Itisofgreatdifficultyandcomplexitytoanalysisinloopcurrentdirectl

5、y．Theequivalentcircuitofjnductiongeneratorsismathematicallymodeledbyreferringthestatorandrotorvoltageequationtothebasefrequencyrespectively．Thisarticleintroducesthepowerbalancemethod．WiththeinductiOngeneratorequivalentcircuitandrelationshipbetweenDCandAC，whichbuildsthewho

6、lesystem’smathematicalanalysismodel．Usingthismodeltheanalysisprocessisnotonlysimple，butalsoaccuracVThismethod’svalidityisconfirmedbytheexperiment．Theexcitedcapacitorsoftheinductiongeneratoristhebasetokeeptherectifysystemoutputvoltageconstant，andthecapacitorsvalueiskeytoke

7、eptheDCvoltageinvariable．Inordertodeterminethecapacitorvaluesunderthedifferent10adsandmaintaintheDCsidevoltageconstant．AdirectsearchmethodpresentedbyHooke．Jeevesandvariablealternatingapproachareutilizedtosolveconstrainedoptimizationproblemthatofierstheadvantagesoverthoseo

8、fNewton．Raphson’smethodiostabilityandflexibility．Withthecalculatedcapacitance，agivenloadterminal