一种基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模方法及装置

本发明属于电机，尤其涉及一种基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模方法及装置。

背景技术：

1、基于三次谐波的混合励磁发电机系统包含有定子电枢绕组、定子三次谐波绕组、转子励磁绕组、转子谐波绕组以及永磁体，并且转子励磁绕组和转子谐波绕组通过不可控整流电路连接，与普通同步发电机系统建模方法相比，需要考虑的因素较多。

2、采用场路耦合时步有限元法可以准确计算电机系统的性能，但该方法存在计算量较大，以及计算时间长等缺点，为了快速获得基于三次谐波的混合励磁发电机系统的性能，非常有必要准确把握混合励磁发电机系统的建模方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模方法及装置，用于解决无法对基于三次谐波的混合励磁发电机系统进行准确建模的技术问题。

2、第一方面，本发明提供一种基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模方法，包括：

3、设定电压、电流和磁链的参考方向，根据所述参考方向构建所述混合励磁发电机系统中各个目标绕组的电压方程，其中，目标绕组包括定子电枢绕组、定子三次谐波绕组、转子谐波绕组和转子励磁绕组，且所述转子励磁绕组和所述转子谐波绕组通过单相不可控整流电路相连；

4、构建所述混合励磁发电机系统中各个目标绕组的磁链方程；

5、构建所述混合励磁发电机系统中定子电枢绕组带负载时的负载电压方程；

6、将所述定子电枢绕组中的任意两相电流作为第一状态变量，所述定子三次谐波绕组中的三次谐波电流作为第二状态变量，根据所述单相不可控整流电路的工作模式确定转子的状态变量数；

7、根据所述电压方程、所述磁链方程和所述负载电压方程，构建所述单相不可控整流电路的工作模式转子的状态变量数下，所述混合励磁发电机系统的标准状态方程。

8、第二方面，本发明提供一种基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模装置，包括：

9、第一构建模块，配置为设定电压、电流和磁链的参考方向，根据所述参考方向构建所述混合励磁发电机系统中各个目标绕组的电压方程，其中，目标绕组包括定子电枢绕组、定子三次谐波绕组、转子谐波绕组和转子励磁绕组，且所述转子励磁绕组和所述转子谐波绕组通过单相不可控整流电路相连；

10、第二构建模块，配置为构建所述混合励磁发电机系统中各个目标绕组的磁链方程；

11、第三构建模块，配置为构建所述混合励磁发电机系统中定子电枢绕组带负载时的负载电压方程；

12、确定模块，配置为将所述定子电枢绕组中的任意两相电流作为第一状态变量，所述定子三次谐波绕组中的三次谐波电流作为第二状态变量，根据所述单相不可控整流电路的工作模式确定转子的状态变量数；

13、第四构建模块，配置为根据所述电压方程、所述磁链方程和所述负载电压方程，构建所述单相不可控整流电路的工作模式转子的状态变量数下，所述混合励磁发电机系统的标准状态方程。

14、第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模方法的步骤。

15、第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模方法的步骤。

16、本申请的基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模方法及装置，首先建立基于三次谐波的混合励磁发电机系统的电压方程和磁链方程，分析转子谐波励磁系统工作模式，结合系统电压方程和磁链方程，推导转子谐波励磁系统不同工作模式下的发电机系统标准状态方程，可以快速计算基于三次谐波的混合励磁发电机系统的运行性能。

技术特征：

1.一种基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模方法，其特征在于，所述单相不可控整流电路中包含第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管；

3.根据权利要求1所述的一种基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模方法，其特征在于，所述混合励磁发电机系统中各个目标绕组的电压方程的表达式为：

4.根据权利要求1所述的一种基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模方法，其特征在于，所述混合励磁发电机系统中各个目标绕组的磁链方程的表达式为：

5.根据权利要求1所述的一种基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模方法，其特征在于，所述混合励磁发电机系统中定子电枢绕组带负载时的负载电压方程的表达式为：

6.根据权利要求2所述的一种基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模方法，其特征在于，其中，将定子电枢绕组中的定子电枢绕组a相电流和定子电枢绕组b相电流作为第一状态变量，定子三次谐波绕组中的定子三次谐波绕组电流作为第二状态变量；

7.根据权利要求6所述的一种基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模方法，其特征在于，所述构建所述单相不可控整流电路的工作模式转子的状态变量数下，所述混合励磁发电机系统的标准状态方程包括：

8.一种基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的方法。

技术总结本发明公开了一种基于三次谐波的混合励磁发电机系统建模方法及装置，首先建立基于三次谐波的混合励磁发电机系统的电压方程和磁链方程，分析转子谐波励磁系统工作模式，结合系统电压方程和磁链方程，推导转子谐波励磁系统不同工作模式下的发电机系统标准状态方程。可以快速计算基于三次谐波的混合励磁发电机系统的运行性能。技术研发人员：夏永洪,徐建新,胡锦辉,周直翔,陈瑛,张景明受保护的技术使用者：南昌大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20