大型水轮发电机铁芯磁阻对单个线圈电感计算的影响
2019-10-14 16:36:42 点击：
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电机的自感系数及互感系数是电机最基本的参数，它是表征某些回路电流产生某一回路磁链的重要参量。通常，计算电感参数主要有2种方法：一种是磁路法[1]，把绕组通直流电流后产生的磁动势(矩形波或阶梯波)分解成各次谐波，结合气隙磁导求出气隙磁密，继而得到绕组电感；另一种方法是磁场法[2’3]，一般在设定的直流电流载荷下，通过有限元法计算出电机内部的磁场分布，得到电感。
采用磁路法计算电感参数时，一般假设绕组磁动势完全消耗在气隙中，需要把定、转子铁芯磁阻按基波主磁路归算到气隙中，通常是根据发电机的空载特性曲线对实际气隙进行放大。而实际上当发电机极数较多时，单个线圈电感中分数次谐波磁动势的作用较强，根据基波主磁路对铁芯磁阻的近似考虑会带来一定的误差。比如按照上述假设，对任意2个位置不重叠的定子线圈，无论相距远近，磁路法计算出的互感常数项都相等(互感各次谐波幅值也都相等)，这样的结果与实际情况并不相符。而且当铁磁材料处于非线性工作区时，因饱和引起的铁心磁阻将会增大，铁心磁阻的影响不容忽视。为了分析这个问题，分别采用磁路法和磁场法对大型水轮发电机的单个线圈的自感、互感参数进行计算，通过对2种方法计算出的电感值的比较，得知对于大型水轮发电机要准确计算电感，需要比较准确地考虑发电机定、转子铁芯磁阻的影响。
1单个线圈电感参数的计算
1．1磁路法
该方法以研究和了解定子绕组单个线圈产生的气隙磁场(主磁场)为出发点。图1是定子线圈117通电流i，产生矩形波磁动势。它与线圈竹行7的互感磁链如图1中区域Ⅳ所示。
