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定义边界分配的建立

将RMxprt中的电机模型加载到Maxwell2D界面中,利用Maxwell2D求解器对模型进行有限元处理。基本思路是通过定义仿真步长将求解时间离散化,二维求解器对每一个离散的时刻进行电磁场求解计算。仿真总时间一定,步长设置越小,求解时间越长,不过求解的精确度越高。由于计算机硬件的限制,如果步长设置过小会导致计算机内存不足而软件崩溃,所以www.qg999.com,钱柜娱乐,钱柜娱乐999经过多次对比仿真,在兼顾计算机硬件限制和求解精度的基础上将步长设置为0.0005s。

图1:双馈发电机全模型

双馈发电机全模型

MaxwellCircuitEditor模块中提供了电路元件库,包含有电机绕组、换向器等模型元件。分析可知,对于发电机本身来说,与电路连接的只是电机的绕组,所以电机电路的绘制相对简单。因为二维电磁场计算时的端部效应不可忽略,需要在电机绕组回路中串联上端部电阻和电感,所以电机电路由三部分组成,即电机绕组、端部电阻和电感。给编辑完的东莞电机电路相关元件进行命名时需要保证Winding绕组的名称与Maxwell2D工程模型中绕组的名称一致,即保证有限元模型与电机电路是相关联的,这样二者才能相互识别。

 

正常工况是指电网运行正常并且双馈风力发电机额定运行时的工况,此工况下电机电路如图2所示。

图2:额定运行工况下电机电路

额定运行工况下电机电路

图2中,A相电路由左至右依次为电源(VUA)、电流表(VIA)、电机A相绕组(LPhaseA)、电感(LLA)、电压表(IUa)、电阻(RRA),三相电网相电压幅值均为310.23V,相角相差120。频率为50Hz。电路中的绕组左端的黑点代表绕组的电流流入端,电阻和电感是根据Rmxprt的计算结果得到。

 

风速突变工况是指发电机开始工作在额定转速(1875rpm),对应风速为14m/s,在1s时刻发电机转速突然降低到某一转速(1075rpm),对应风速为8m/s的工况。发电机的切入风速为4m/s,切出风速为20m/s。

 

目前双馈风力发电机极数主要有4极和6极两种,对应的发电机转速分别为1500rpm和1200rpm。频率50Hz的4极双馈风力发电机转子的变速范围可以在1000〜2000rpm之间(对应的风轮转速可以为10〜21rpm),具体如图3所示。

图3:双馈发电机转速分布图

双馈发电机转速分布图

风速突变工况的模拟设置在发电机转子运动部分。发电机先工作在额定转速,设定为1875rpm,在1s时刻突变为1075rpm。1s时刻,将AngularVelocity(角速度)的值设定为if(time<1s,1875rpm,1075rpm)。