多相整流异步发电机定子侧故障时容错运行的研究开题报告

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1、青岛大学硕士研究生学位论文开题报告学校代码：11065编号：青岛大学硕士学位论文开题报告论文题目:多相整流异步发电机定子侧故障时容错运行的研究姓名:郑峰专业名称: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2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2017.3-2016.4课题来源纵向课题选题报告会日期2017.12.31论文题目多相整流异步发电机定子侧故障时容错运行的研究研究方向电机运行分析一、选题的背景和意义近年来，我国的综合国力迅速增强、国际影响力日益提升，建设一支强大的、具有现代化装备的海军部队迫在

2、眉睫。目前，制造以综合电力系统为动力平台的新型舰船[1]已成为海军部队国防建设现代化的当务之急。未来的舰船综合电力系统采用直流网络，发电模块是其主要模块之一[2-4]，高速运行和多相整流已成为舰船综合电力系统发电模块的两大特点。发电机的高运行速度能使原动机不经齿轮变速箱直接与发电机转轴相连，从而降低传动噪声、减小设备体积、提高传输效率。多相整流发电系统具有运行可靠性好、供电品质高、电磁兼容性好等多方面优势，其多种型号的发电系统已由我国独立研制生产且成功装备于舰船。近来，国内学者提出了鼠笼实心转子的多相整流异步发电机系统，能够更好得满足军事设备的高标准要求

3、。随着国防建设的需要及科技水平的提高，对带整流负载多相异步发电机系统的研究将不断深入。由于一艘舰船上并列运行的发电机数量很少，在实际运行过程中，若某台发电机因故障而被整台切除必将对系统的供电量产生很大的影响，甚至造成供电系统瘫痪。因此，若某台发电机出现故障时仍能带故障运行且对系统设备及供电质量的影响均在允许范围内，则应允许该发电机容错运行，待舰船靠港后再对故障电机进行检修。这就要求对多相整流异步发电机系统在各种故障情况下的运行性能提前进行分析计算，为容错运行的可行性提供切实根据。多相整流异步发电机系统的故障类型主要包括：定子绕组故障、转子导条故障、系统中

4、元器件故障，其中定子绕组故障和元器件故障属于定子侧故障的范畴。由于课题时间有限，本课题只对带整流负载多相异步发电机定子侧故障的容错运行进行研究，具有一定的军事意义和工程实践价值。定子侧故障的容错运行分析主要包括参数计算、变拓扑结构多相整流系统的仿真计算两大部分，其中，精确的参数计算是整个系统进行仿真计算的基础。故障情况下，多相整流异步发电机系统呈现非对称、非线性、变拓扑等特点，内部故障时电机参数的不对称性、故障运行时变拓扑模式的无规律性使得传统的相量法、坐标变换法不再适用，场路耦合法也因系统变拓扑结构的复杂性而难以进行计算，Simulink、Pspice

5、等商业软件也无法对电机内部故障情况进行建模。本课题借鉴之前项目中带整流负载多相异步发电机系统正常运行情况的分析方法，拟用基于电路拓扑理论的回路电流法，将整个系统拆分为定子子系统和转子子系统分别进行分析，该分析方法的优点为：不受不对称电机参数限制、能够处理复杂多变的变拓扑电路，但内部故障时的参数计算以及故障运行时定转子结构的有效拆分是将该分析方法运用于容错运行分析的前提，该问题的解决对多相整流系统的容错运行分析具有重大意义。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1.国外研究现状上世纪中后期，已有国外科学家提出多相电机的概念并进行了大量理论研究

6、工作，如：D.C.White率先研究了相数为任意自然数的多相电机；T.M.Jahns发现通过增加调速系统相数，当定子一相（或几相）开路或短路时，系统仍表现出比较良好的运行性能，证实了多相电机可靠性高的优点。这些研究成果都为后来多相电机的发展和应用奠定了基础。随着现代电力电子技术的不断向前发展，无功补偿技术在异步发电机系统中的应用逐渐成熟，解决了异步电机作为发电机时输出电压幅值和频率不稳定的问题，使得异步发电机结构简单、运行可靠、便于维护等优点得以显现。此外，在高速发电机领域，英美等发达国家也走在了国际的前列，如：2004年，麻省理工学院电子与电磁研究开发

7、了5MW的高速异步发电机[6]；德克萨斯州立大学机械电子中心开发了3MW高速感应飞轮电机。电机领域的发展同时推动了船舶动力技术的变革，1985年，交流电力推进技术大量应用于民用船舶推进；1986年，美国提出“海上革命”计划，北约集团随之响应，全电力舰船技术的研究工作全面展开，并从此受到越来越多国家尤其是军方的重视。2.国内研究现状多相整流异步发电机由我国学者率先提出[3,5]，国外的研究资料对此鲜有涉及，由于该技术主要应用于军事设备，国内的相关研究主要以海军工程大学为主，此外，南京航空航天大学开发了用作航空发电的双绕组异步发电机[7,8]。新能源发电技术

8、的兴起，使异步发电机成为近期的研究热点[9-11]，但民用异步发电机结构相对简单