- 王舒;曹坦坦;刘彧希;李善颖;严乙桉;
变速抽水蓄能机组的低电压穿越(LVRT)能力对保障电网安全稳定运行至关重要。针对机组在电网电压跌落时转子侧存在的暂态过流问题，本文提出了一种基于定子磁链和相位补偿的LVRT控制策略。首先，建立机组的数学模型，并将转子侧电压表征为与定子磁链和线路压降相关的两个分量；其次，从电压幅值跌落和相位跳变两个维度深入分析了转子侧暂态过压、过流的产生机理；最后，在定电压矢量控制基础上，设计了基于定子磁链-相位动态补偿模块，用于抵消暂态感应电动势并补偿相位跳变引起的控制误差。仿真结果表明，所提策略在发电和抽水工况不同转差率下均优于无补偿的控制策略，可以有效降低暂态过电流峰值，帮助机组更好地实现低电压故障穿越。
2026年01期 No.307 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 3420K] - 徐铬;罗功富;高振;杨勇;王俊青;冉应兵;
水轮发电机转子阻尼环极间连接在不对称短路或飞逸转速等极限工况下，面临因设计不当导致的应力及形变过大问题，严重时甚至发生极间连接断裂故障。基于有限元分析法，揭示不同工况下阻尼环及极间连接应力与形变分布的关键影响因素及影响规律，为发电机由直接水冷改为空气冷却方式下的阻尼环极间连接改造方案提供理论依据。通过分析对比三种不同方案的技术经济等特点，选择出最佳方案。分析结果表明，在各种极限工况下，采用最佳方案的极间连接应力及形变量相比于正常工况变化很小，均满足ASME标准要求。
2026年01期 No.307 10-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 2897K] - 张春莉;孔一鸣;宋敏慧;朱一枫;宋德强;赵忠;
本文根据欠发达国家实际电网波动情况，对水轮发电机运行性能进行了研究。欠发达国家一般要求电网频率变化不超过±5%,对应电压波动也在±5%范围内且水轮发电机应能连续运行；而国内电网频率波动范围应控制在±2%以内，对应的电压波动应低于±5%。本文从分析角度出发，将频率和电压波动进行了进一步扩展，增大为±10%,以实际已运行的180 MW水轮发电机为例，采用有限元法对在此频率和电压变化范围内的相关运行性能如空载特性、短路特性、定子铁芯损耗、定子绕组铜耗、励磁绕组铜耗等进行了计算与分析。得出了不同工况定、转子电流及各部分损耗随频率与电压变化的趋势，并通过曲线拟合获得了不同频率和电压下相关参数变化的数据支撑，为不同容量电机在考虑电网波动情况时的可靠设计提供了有效支持。
2026年01期 No.307 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1886K] - 马文豪;
本文从三个方面分析了大型水轮发电机定子交流耐压试验中出现的异常问题及其原因，并提出了相应的处理措施。首先，通过理论计算可知因串联谐振试验线路的频率超过标准要求会导致线棒端部防晕层损耗过高，交流耐压试验时定子线棒防晕部位易出现过热冒烟现象；其次，从槽部绝缘受损、槽内遗留金属物等方面分析了交流耐电压试验时定子线棒槽部主绝缘击穿原因；最后，从绕组端部绝缘受损、端部绝缘层污染、线棒对地距离过小等方面分析了交流耐压试验时定子线棒端部主绝缘击穿或放电原因。上述交流耐电压试验失败的原因分析为避免交流耐压试验时定子线棒对地击穿或放电现象提供了技术支持。
2026年01期 No.307 26-32+39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1567K] - 杨程皓;张健;满宇光;汪江昆;黄程伟;冯超;付强;刘仁瑞;张旭;
本文针对4 000 m高海拔气候环境对定子绕组绝缘性能的影响展开研究，在0 m与4 000 m海拔气压环境下，选取5℃、23℃、43℃温度及30%、50%、80%湿度作为实验条件，对定子模拟绕组进行局部放电性能(脉冲电流法)及电晕性能(紫外成像法)测试。实验结果显示，0 m海拔条件下，绕组局部放电量随温度升高呈上升趋势，湿度变化对局部放电的影响无明显规律性，当温度为43℃且湿度为50%、80%时，绕组端部辐射的紫外光子数明显多于同海拔下的其他环境条件；4 000 m海拔气压条件下，局部放电量及端部电晕辐射的紫外光子数均随温度、湿度升高而增加，其中局部放电量变化以温度影响为主导，紫外光子数则同时受温度与湿度的综合作用。
2026年01期 No.307 33-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2139K] - 王鸣宇;汤毅;许彦祺;郑欣;刘晓;
永磁同步电机由于效率高、功率密度大、动态响应快等优点在飞轮储能、电动汽车、新能源发电等场合得到广泛关注。为了能够实现永磁同步电机电磁性能的迅速预测，本文将标量磁位法和实数磁导法相结合，提出了一种考虑定子齿槽效应的永磁同步电机解析计算方法。首先，基于标量磁位法建立了等效无槽永磁同步电机的磁密解析分析模型；然后，考虑定子齿槽的影响，采用实数磁导法引入修正系数对模型进行修正，得到齿槽影响下的数学模型；最后，以一台24槽10极永磁电机为案例进行分析，通过实验测试了理论和仿真分析的合理性。该解析模型直观解释电机中电磁场的变化规律和分布，极大地提高电机的设计与优化效率。
2026年01期 No.307 40-48+57页 [查看摘要][在线阅读][下载 2397K] - 杨坤;韩宝虎;孙炜歆;赵亮;
针对露天矿用低速大转矩永磁同步电机(PMSM)在恶劣工况下对输出能力、效率与可靠性提出的严格要求，本文开展了系统性的电磁设计与多目标优化研究。首先，基于电磁能量密度约束确定了电机的主要尺寸，并结合分数槽集中绕组、极槽配合及材料选型完成了定转子结构设计。随后，采用有限元方法对初始方案进行了电磁性能仿真验证。在此基础上，为兼顾高转矩输出与低转矩脉动，本文将转子槽口宽度、磁桥厚度、定子槽口宽度、隔磁厚度和气隙长度作为优化变量，引入田口法构建正交试验方案，以实现对多参数耦合效应的系统性探索。进一步地，本文采用响应面方法(RSM)建立二次多项式近似模型，并通过残差正态性检验(绘制分位数-分位数图)验证了拟合精度。最终，结合非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)作为全局搜索器，实现了对输出转矩与转矩脉动的多目标综合优化。
2026年01期 No.307 49-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 2410K] - 桑尚;宗振龙;马涛;许晓亮;贺梦婕;姚兴龙;
某型机车永磁直驱电机焊接机座需在确保可靠性的前提下实现减重。为此，本文进行焊接机座设计，分析了电机铁芯压圈配合状态随周向焊缝总长度的变化规律，得出铁芯压圈配合面压强随拉板-压圈周向焊缝总长度增加而变大的结论，当焊缝周向总长度占铁芯周长68%以上时，焊接机座能可靠传递电磁转矩。考虑运行工况下电机要承受线路载荷、电磁载荷多种载荷作用，而DVS 1612准则能有效评估多轴载荷作用下的焊缝性能，本文将该准则应用于电机机座焊缝的疲劳评估，并依据评估结果对结构进行进一步减重优化。结果显示，基于评估结果对电机减重38 kg后，新结构的焊缝利用率较原方案更低，焊缝疲劳强度更高，为机车永磁直驱电机的安全运行提供了依据。
2026年01期 No.307 58-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 2775K]