大型风力发电机电磁故障及智能诊断

第1章大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章大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

……

7.3.3故障信号分析

7.3.4故障决策与仿真验证

7.4风力发电机整机故障智能诊断

7.4.1发电机整机故障诊断

7.4.2风力发电机电磁场、温度场耦合计算

7.4.3发电机短路故障的ANN诊断

7.4.4BP网络对发电机短路故障诊断

7.4.5 Elman 网络对发电机短路故障诊断

7.4.6PNN网络对发电机短路故障诊断

7.5本章小结

第8章MW永磁风电机组全工况仿真试验测试平台

8.1大型风电机组全工况仿真实验测试平台概述

8.2大型永磁风电机组全工况仿真实验测试平台原理

8.3大型永磁风电机组全工况仿真实验测试平台结构

8.4大型永磁风电机组全工况仿真实验测试平台功能

8.5本章小结

参考文献

大型永磁和双馈风力发电机是风力发电的关键部件，其早期的微弱电磁故障的智能诊断是风力发电系。统安全运行的重要保障，是风电系统故障诊断的研究热点。本书主要介绍了大型风力发电机早期电磁故障分析和故障的智能诊断相关研究和进展。介绍了大型永磁风力发电机正常运行及多种短路故障时的电磁场分布特性规律，电枢磁场对永磁体的去磁效果及作用力分析，耦合进行温度场的计算和实例；大型双馈风力发电机正常运行和电磁故障时电磁场、温度场的分析方法和实例；大型永磁风力发电机转子偏心故障时电磁场、振动、损耗等的运算方法和实例；综合运用现代多种故障智能诊断方法(BP，ELMAN，RBF，PIN等)，对大型风力发电机的电磁场、温度场、电流和振动等信号，进行基于多种信号的智能化早期故障诊断的研究。