同步发电机的模型与参数(精).ppt

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,第4章同步发电机的模型与参数Chap4Models&ParametersofSynchronousMachines参考文献1倪以信：

动态电力系统理论和分析，清华大学出版社2何仰赞等：

电力系统分析（上册、下册），华中理工大学出版社，1985年，武汉72.18/223电机学自学4.4节（励磁）和4.5节（调速）,1,基本方程与参数,稳态方程与参数,实用方程与参数,abc坐标系下的方程,4.1同步发电机的基本方程与参数,派克-戈列夫变换,派克-戈列夫方程,4.1.1abc坐标系下的方程,1、基本假定理想电机,转子、定子绕组对称磁势、磁通正弦分布不计饱和？

几个绕组,2、正方向的选取,StatorRotorWindingabc与iabc相反fDQ与ifDQ相同为da轴之间的夹角,3、同步电机回路图,uabc与iabc相反Eabc与uabc相同,?

阻尼绕组中有无电流,4、电压方程电关系（VoltageEquation）,5、磁链方程磁关系（FluxLinkagesEquation）,6、电感（Inductance）,转子绕组的自感,转子绕组间互感,

（1）转子绕组自感及互感,

（2）定子与转子绕组间互感,？

隐极机l2？

（3）定子绕组自感,（4）定子绕组间互感,电感总结：

恒定一定变可变可不变,变的原因：

转子旋转主因动为机，静为器转子凸极辅因,1.变换概述,2.空间综合相量,3.派克变换的导出,4.1.2派克-戈列夫变换ParksTransformationdqoTransformation,2,可理解为数学变换：

但应了解物理本质。

坐标变换，使易分析、易处理,0.变换概述,时变系数，方程难分析、难计算,abc坐标系方程,华人学者作出贡献：

顾毓秀、高景德。

三相对称绕组中通以对称电流时，其合成磁势为一正向旋转的磁势。

方向：

超前电流相滞后相，即转速：

幅值：

每相脉动振幅的,1.空间综合相量,旋转磁场原理电机学7-2、7-3,双反应理论电机学12-6三相定子绕组合成的旋转磁势可以用直轴分量和交轴分量代替。

电气角,空间角,2.两个角度,3.派克变换的导出,方程两边同乘F,但可令：

使：

综合得Park变换：

逆变换为,注：

（1）可理解为线性数学变换,

（2）可用于其他各量，如等；,（3）可用于其他函数，如不对称、直流等。

设,【例4-1】,求,按Park变换得：

？

恒定的条件是什么？

恒定的条件是：

对称电速度机速度,求,习题,1.磁链方程,4.1.3dq0坐标系下的方程Theequationsindqocomponents,2电压方程,3.物理解释,4.标幺值方程,5.方程求解,1.磁链方程？

fDQ变量是否要变换？

经推导整理得：

此处，l,m均为各电感系数中常数。

式中：

?

观察变化,

（1）电感变成常数

（2）之间无互感（3）0分量独立（4）轴之间无互感,思考：

分析原因?

变化：

3,对定子电压方程变换，对转子电压方程无需变换,2.电压方程,因为：

等式两边都乘,又因为：

所以：

？

观察变化,变化,思考：

为什么？

3.标幺值方程,

（1）基准值,适当的选取定、转子侧的基值，使:

互感系数对称可逆；d轴互感相等；电感与电抗标幺值相等；以下为简便，标幺值下标*略去。

（2）磁链方程,（3）电压方程,

（1）Park变换数学上：

状态量的转变物理上：

观察点的转移静止的以速度旋转的abc坐标系dq0坐标系,课堂讨论Park变换与方程,

（2）电感为常数？

为什么,（3）d、q轴之间无互感？

为什么？

是否就无联系,（4）0分量独立？

为什么,（5）电感为绕组的自感，大小关系：

？

什么时候相等,条件,稳态方程,4.2同步发电机的稳态参数与方程Steady-stateequations,相量方程,4,4.2.1稳态条件,分量均为常数,，,？

是否为0,4.2.2稳态电压方程,空载电势,定义：

因为空载时：

4.2.2相量方程、相量图,令（相量）（分量）（分量）,即轴为实轴，轴为虚轴,则,相量图,已知：

、，求出：

、轴及、各分量,设,由得及、轴,将、投到、轴,1、隐极机,它是轴与端电压之间的夹角。

功角,功角是电力系统中的重要角度,研究之间的关系,2、凸极机,相量方程写不成全相量形式，相量图也就画不出，各个分量就得不到,？

能否构造一个既位于轴，又隐极化的电势？

、各分量、,位于轴，与同向，相差,则,或,由得轴及轴方向，则可得及,或,例4-2,

（1）对于凸极机，先求,试求稳态时各电势，忽略电阻。

已知发电机有如下参数：

稳态运行条件为：

，。

由,解：

得,例,

（2）计算电压，电流分量：

（3）计算,等值电路,隐极机,凸极机,次暂态方程与参数,暂态方程与参数,4.3同步发电机的实用方程与参数,几种电抗和电势之间的关系,稳态方程只适用于稳态，暂态时不连续找一组变量能连续、不突变稳态时算出暂态时采用,电机学15-2,5,4.3.1次暂态方程与参数,次暂态电势与次暂态电抗（Sub-transientVoltage&Sub-tr.Reactance）,电压方程,（超瞬态电抗）,1直轴,+,+,-,+,+,=,+,+,-,=,+,+,-,+,+,=,+,+,-,=,+,+,-,+,-,+,=,+,+,-,=,）,（,）,（,）,（,D,f,d,ad,D,D,ad,D,D,D,D,f,ad,d,ad,D,D,f,d,ad,f,f,ad,f,f,D,ad,f,f,d,ad,f,D,f,d,ad,d,ad,d,D,ad,f,ad,d,d,d,i,i,i,x,i,x,x,x,x,i,x,i,x,i,x,i,i,i,x,i,x,x,x,x,i,x,i,x,i,x,i,i,i,x,i,x,x,x,x,i,x,i,x,i,x,s,s,s,s,s,s,y,y,y,直轴次暂态电抗,即、短接时沿看进去的电抗。

直轴（d轴）次暂态电势,、，不突变,为直轴次暂态电抗,为直轴次暂态电势,则等效电路为,等效方程为,2交轴,求从端看进去的戴维南等值电路,交轴次暂态电抗,即短接时沿看进去的电抗。

交轴次暂态电势,不突变,等效方程为,则等效电路为,3电压方程,令Park电压方程中：

则：

写成相量形式，令,近似地隐极化，令，,次暂态参数定义时无条件，次暂态电压方程有条件。

或,则：

次暂态电抗后电势，Voltagebehindsub-tr.reactance,4.3.2暂态方程与参数,暂态电抗后电势,电压方程,6,令,思考：

（1）什么情况下如此？

（2）等值电路如何变化？

1直轴,将原图中绕组开路,不突变,2交轴,无轴暂态电势和电抗,或令，,3电压方程,令,令相量分量分量,无法隐极化,类似于稳态时，先求,则,位于轴,求解,先求得轴、,投影得、,求,4暂态电抗后电势Voltagebehindtr.reactance,？

是否位于轴,令,由电压方程得：

不位于轴，其在轴上投影为；,与的夹角为，与有一定差异，其差异的大小与成正比，时；,在早期经典模型中，常用模型，以简化计算。

即，。

但在现代电力系统定量计算中已很少使用。

可由电压方程（在稳态时）直接计算；,注意：

例6-3,，。

（1）对于凸极机，先求,试求稳态时各暂态电势，忽略电阻。

已知发电机有如下参数：

稳态运行条件为：

，。

解：

例,

（2）计算电压，电流分量：

（3）计算,（4）计算和,例,（5）求，,例,例,若按得：

有一定误差,将例题中功率因素改取为0.8，重新求各电势。

习题,课堂讨论几种电抗和电势之间的关系,1.电势与电抗是成对使用的关系,2.电路图从次暂态暂态稳态，具有退化关系,暂态,稳态,次暂态,3.电抗的大小关系,4.电势的大小关系,稳态时,正常时,5.电势和电抗的定义无条件,各电势和电抗是定义的，不管在稳态、动态阶段均有的，但不一定都能直接测到。

6电压方程有条件,条件由上往下逐步加强，各方程在稳态时均成立,结束,