专利名称：通过电阻法确定永磁发电机同步电抗的测试方法
技术领域：
本发明涉及一种通过电阻法确定永磁发电机同步电抗的测试方法。
背景技术：
永磁同步发电机是风电机组中最重要的设备之一,永磁发电机同步电抗对发电机稳定运行分析、故障分析以及维护与检修都具有重要作用。同时，永磁发电机同步电抗是建立永磁发电机数学模型，进行计算机控制和分析的前提和基础。由于永磁发电机的励磁不变，与常规发电机的类型不同，分析和测试其同步电抗的方法有一定的难度，目前还没有针对永磁发电机同步电抗的测试方法。
发明内容
本发明目的是建立通过电阻法确定永磁发电机同步电抗的测试方法，通过该测试方法，达到确定永磁发电机直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗Xq的目的。本发明的技术方案为:一种通过电阻法确定永磁发电机同步电抗的测试方法，其特征是:采用永磁发电机带电阻负载的运行，并最终确定永磁发电机直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗Xq,永磁同步发电机电阻性负载的运行方程和Xd、Xq的计算公式为:Xd = (E0 — U.cos Θ — I.cos ( Θ + φ).Ra) / I.sin ( θ + φ)(I)Xq = (U.sin θ + I.sin ( θ + φ).Ra) / I.cos ( θ + φ)(2)式中:I一永磁发电机定子电流；U—端电压；EO—空载电势；Ra—定子电阻；Φ—功率因数角；Θ—功角；Id—直轴电流；Iq—交轴电流。通过永磁发电机带电阻负载的运行，测试的电气参量定子电流1、端电压U、空载电势E0、定子电阻Ra、功率因数角Φ、功角Θ，利用公式(I)、公式(2)，并最终确定直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗Xq的值，具体步骤如下:步骤一、进行定子电阻Ra的测试:定子电阻Ra是永磁发电机向量图的构成要素之一，测试出其相电阻，并根据温度进行适当的修正，以便在同步电抗计算时，考虑定子电阻的影响作用；步骤二、进行空载试验:测试空载特性曲线，空载电势Etl和初始位置角:永磁发电机在不同转速下，其空载电势不同，同步电抗也随之变化，确定负载时的功角，必须首先测试空载下的初始位置角，即空载下一相电压与转子位置之间的夹角；步骤三、进行电阻性负载试验:测量出电阻性负载时永磁发电机定子电流1、端电压U、功率因数角Φ、功角Θ ；步骤四、根据以上测试方法，得到各计算参量，利用公式(I)、公式(2)，确定绕组直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗Xq。永磁发电机很多情况下不并网，而是永磁发电机单独带纯电阻负载运行。永磁发电机电阻性负载时，输出电流和电压方向相同，即矢量夹角为O度。永磁发电机带纯电阻负载运行下，测试的同步电抗，有助于对这种工况的运行特性进行分析研究。
图1:永磁发电机电阻性负载时运行向量图。
具体实施例方式如图1所不，为永磁发电机电阻性负载时的运行向量图，永磁发电机励磁由固定的磁钢产生磁场，若其转速不变，磁钢产生磁场的磁感应大小不变。永磁发电机电阻性负载时，输出电流和电压方向相同，即矢量夹角为O度。基于三相稳态短路时永磁发电机的向量图，建立一种通过电阻法确定永磁发电机同步电抗的测试方法，其特征是:采用永磁发电机带电阻负载的运行，并最终确定永磁发电机直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗Xq，永磁同步发电机电阻性负载的运行方程和Xd、Xq的计算公式:
权利要求
1.一种通过电阻法确定永磁发电机同步电抗的测试方法，其特征是:采用永磁发电机带电阻负载的运行，并最终确定永磁发电机直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗Xq,永磁同步发电机电阻性负载的运行方程和XcUXq的计算公式为:Xd = (E0 — U.cos Θ — I.cos ( Θ + φ).Ra) / I.sin ( Θ + φ)Cl)Xq = (U.sin θ + I.sin ( θ + φ).Ra) / I.cos ( θ + φ)(2) 式中: I一永磁发电机定子电流； U一端电压； EO—空载电势； Ra—定子电阻； Φ—功率因数角； Θ 一功角； Id—直轴电流； Iq—交轴电流 通过永磁发电机带电阻负载的运行，测试的电气参量定子电流1、端电压U、空载电势E0、定子电阻Ra、功率因数角Φ、功角Θ，并最终确定直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗Xq的值，具体步骤如下: 步骤一、进行定子电阻Ra的测试:定子电阻Ra是永磁发电机向量图的构成要素之一，测试出其相电阻，并根据温度进行适当的修正，以便在同步电抗计算时，考虑定子电阻的影响作用； 步骤二、进行空载试验:测试空载特性曲线，空载电势Etl和初始位置角:永磁发电机在不同转速下，其空载电势不同，同步电抗也随之变化，确定负载时的功角，必须首先测试空载下的初始位置角，即空载下一相电压与转子位置之间的夹角； 步骤三、进行电阻性负载试验:测量出电阻性负载时永磁发电机定子电流1、端电压U、功率因数角Φ、功角Θ，确定永磁发电机直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗Xq; 步骤四、根据以上测试方法，得到各计算参量，利用公式(I)、公式(2)，确定绕组直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗Xq。
全文摘要
本发明的涉及一种通过电阻法确定永磁发电机同步电抗的测试方法，通过该测试方法，达到确定永磁发电机直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗Xq的目的。本发明通过绘制永磁发电机电阻性负载的运行向量图，推导同步电抗Xd和Xq的计算公式，进行定子电阻Ra的测试、空载试验、永磁发电机带电阻性负载运行，最终确定绕组直轴同步电抗Xd和交轴同步电抗Xq。永磁发电机电阻性负载时，输出电流和电压方向相同，即矢量夹角为0度。永磁发电机带纯电阻负载运行下，测试的同步电抗，有助于对这种工况的运行特性进行分析研究。
文档编号G01R27/02GK103235187SQ201310151200
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者富立新, 苟智德, 孙玉田 申请人:哈尔滨电机厂有限责任公司