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应用磁性槽楔的高惯量储能型调相机性能分析OA

Performance Analysis of High-inertia Energy Storage Condenser With Magnetic Slot Wedges

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高惯量储能型调相机采用交流励磁双电气端口结构,具备宽转速运行范围,有望成为提升新能源电网电压/频率/惯量支撑能力的重要技术手段.然而,受结构特性限制,无功补偿能力和有功支撑能力面临性能权衡;同时,其定、转子开口槽结构导致电机电磁性能显著劣化.因此,如何有效提升励磁调节能力与动态无功补偿水平,已成为该类设备工程应用中的关键技术难题.为解决上述问题,聚焦于磁性槽楔的两个核心参数——电导率与磁导率,开展系统性参数特性研究:首先,基于数值计算模型,研究3类典型导电/磁性能差异明显的槽楔材料,揭示磁性槽楔改善电机性能的作用机理;通过场-路耦合模型,研究磁性槽楔对电机空载、负载及过载工况下运行特性的改善机理;最后结合机械应力仿真,建立槽楔材料选型的多维度评价体系.研究明确了高惯量储能型调相机磁性槽楔的电导率、磁导率、屈服强度的最优选取区间,为工程实践中磁性槽楔的选型提供量化准则.

The high-inertia energy storage synchronous condenser,featuring an AC-excited dual-port structure and wide speed range,is a promising solution for enhancing voltage,frequency,and inertia support in renewable energy power systems.However,structural constraints lead to trade-offs between reactive power compensation and active power support,while the open-slot stator and rotor designs degrade electromagnetic performance.To address these challenges,this study investigates the effects of magnetic slot-wedge conductivity and permeability using numerical modeling.Three representative materials with distinct electromagnetic properties are analyzed to reveal their impact mechanisms.A field-circuit coupled model evaluates motor behavior under various operating conditions,and mechanical stress analysis is incorporated to develop a multi-criteria material selection framework.The results define optimal ranges for key slot wedge parameters,providing practical guidance for engineering applications.

陈文豪;谢贤飞;陈曦;刘银萍;胡刚;靳慧勇;于克训

华中科技大学电气与电子工程学院,湖北省武汉市 430074华中科技大学电气与电子工程学院,湖北省武汉市 430074华中科技大学电气与电子工程学院,湖北省武汉市 430074华中科技大学电气与电子工程学院,湖北省武汉市 430074哈尔滨电机厂有限责任公司,黑龙江省哈尔滨市 150040哈尔滨电机厂有限责任公司,黑龙江省哈尔滨市 150040华中科技大学电气与电子工程学院,湖北省武汉市 430074

信息技术与安全科学

高惯量储能型调相机交流励磁磁性槽楔齿槽效应有限元分析

high inertia energy storage condenserAC excitationmagnetic slot wedgeslot effectfinite element analysis

《电网技术》 2026 (5)

1887-1896,中插29-中插30,12

国家重点研发计划项目"高惯量储能型同步调相机关键技术与装备"(2023YFB2406800)国家自然科学基金项目(52377052).Project Supported by National Key R&D Program of China:"Key Technology and Equipment for High Inertia Energy Storage Synchronous Condenser"(2023YFB2406800)and National Natural Science Foundation of China(52377052).

10.13335/j.1000-3673.pst.2025.1276

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