大型风力发电机电磁故障及智能诊断

第1章 火型永磁风力发电机电磁场计算 1.1 风电机组的基本情况 1.1.1 风电机组发展现状与趋势 1.1.2 永磁直驱无齿箱变速恒频风电系统 1.1.3 交流励磁有齿箱变速恒频双馈风电系统 1.2 大型永磁机组定子绕组结构及故障形式 1.2.1 绕组连接方法 1.2.2 绕组可能的故障类型 1.2.3 绕组短路故障电流 1.3 大型永磁风力发电机电磁场分析 1.3.1 风力发电机正常运行电磁场计算 1.3.2 风力发电机故障时电磁场分析 1.3.3 绕组短路时磁钢去磁故障计算 1.3.4 永磁风力发电机磁钢脱落故障研究 1.4 风力发电机磁场改进和优化 1.4.1 转子磁极斜极静态磁场 1.4.2 空载电动势计算 1.4.3 转子磁极斜极瞬态磁场 1.5 本章小结 第2章 大型永磁风力发电机温度场计算 2.1 发热计算的必要性 2.2 发电机发热和冷却 2.2.1 发电机的发热 2.2.2 发电机的冷却 2.2.3 风力发电机的冷却 2.3 发电机温升计算方法 2.4 大型永磁风力发电机正常运行温度场 2.4.1 分析思路 2.4.2 建模 2.4.3 边界条件 2.4.4 大型永磁风力发电机温度场计算 2.4.5 大型永磁风力发电机温度场改进 2.5 本章小结 第3章 人型双馈风力发电机电磁场、温度场耦合计算 3.1 双馈风力发电机电磁场分析 3.1.1 正常运行时的电磁场 3.1.2 典型短路故障时的电磁场 3.1.3 发电机铁耗计算 3.1.4 小结 3.2 双馈风力发电机温度场 3.2.1 温升计算研究现状 3.2.2 双馈发电机温度场分析 3.3 双馈发电机温度场计算 3.3.1 超同步正常运行的温度场 3.3.2 绝缘材料改进后的温度场 3.3.3 发电机故障状态的温度场 3.3.4 发电机额定运行温升实验 3.3.5 仿真和实验结果对比分析 3.4 本章小结 第4章 大型永磁风力发电机转子偏心故障计算 4.1 气隙偏心故障 4.1.1 气隙偏心故障分类 4.1.2 气隙偏心的原因 4.2 气隙偏心故障对电机的影响 4.2.1 气隙磁密和不平衡磁拉力 4.2.2 涡流及铁芯损耗 4.3 转子偏心的有限元分析 4.3.1 电磁场基本理论 4.3.2 Ansoft分析软件 4.4 转子偏心故障诊断方法 4.5 永磁风力发电机转子静态偏心模型 4.6 气隙磁密和磁拉力分析 4.6.1 正常情况的气隙磁密和磁拉力 4.6.2 转子偏心故障的气隙磁密和磁拉力 4.6.3 转子偏心的仿真验证 4.7 偏心对损耗及感应电势的影响 4.7.1 永磁发电机的定子损耗 4.7.2 永磁发电机的转子损耗 4.7.3 转子偏心对损耗的影响 4.7.4 正常运行的感应电势 4.7.5 转子偏心的感应电势 4.8 本章小结 第5章 永磁风力发电机的保护 5.1 大型永磁风力发电机绕组故障和保护 5.1.1 发电机定子绕组故障研究现状 5.1.2 发电机定子绕组保护方案现状 5.1.3 本章主要研究内容 5.2 永磁风力发电机正常状态数学模型 5.2.1 多回路数学模型的基本原理 5.2.2 abc坐标系下的数学模型 5.2.3 两相静止坐标系下PMSG数学模型 5.3 永磁风力发电机定子绕组匝间短路状态数学模型 5.3.1 定子发生匝间短路时电磁特性分析 5.3.2 定子侧线电流相角差及幅值差分析 5.3.3 定子侧电流谐波分析 5.4 发电机定子绕组匝间短路保护 5.4.1 单元件式横联差动保护 5.4.2 不完全纵差保护 5.4.3 负序方向保护 5.4.4 定子绕组匝间短路自适应保护 5.5 发电机定子绕组单相接地状态数学模型 5.5.1 多回路结合准分布电容的数学模型 5.5.2 基本状态方程 5.6 发电机定子绕组单相接地保护 5.6.1 零序电压定子接地保护 5.6.2 三次谐波零序电压定子接地保护 5.6.3 20 Hz低频注入式定子接地保护 5.6.4 基于稳态量的单相接地保护 5.7 发电机绕组保护灵敏度与性能分析 5.7.1 发电机绕组短路类型 5.7.2 四种差动保护工作原理 5.7.3 灵敏度计算 5.7.4 定子绕组的分支引出方式 5.7.5 保护性能分析 5.8 发电机绕组短路保护方案的配置 5.8.1 定子绕组保护方案的设计 5.8.2 配置方案 5.9 本章小结 第6章 永磁风力发电机的电压穿越 6.1 高电压穿越的概念及研究现状 6.1.1 高电压穿越的概念和必要性 6.1.2 高电压故障实例 6.1.3 高电压穿越研究现状 6.1.4 主要研究内容 6.2 直驱风电发电机组控制策略研究 6.2.1 永磁直驱风力发电机组拓扑结构 6.2.2 直驱风电机组数学模型 6.2.3 网侧PWM变流器的数学模型 6.2.4 风电机组控制策略及仿真研究 6.2.5 风电系统的仿真研究 6.3 直驱风电机组高电压穿越研究 6.3.1 直驱风电机组的高电压穿越