【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 組電流 di 瞬時(shí)定子相電流 根據(jù)圖 21 示意圖所表示的模型，其坐標(biāo)系建立在定子側(cè)，轉(zhuǎn)子側(cè)的量通過(guò)磁 鏈關(guān)系折算到定子側(cè)計(jì)算。 圖 21 同步發(fā)電機(jī) d 、 q軸 電氣示意圖 對(duì)示意圖解釋如下 :(取 d軸分析 ) 對(duì)于定子電路，把式 (211)(213)代入式 (210)可得到完整的 d軸定子電 路方程。其中 qRw? 是速度電動(dòng)勢(shì)，由于 d軸繞組實(shí)際上在旋轉(zhuǎn)，要切割磁通， 根據(jù)法拉第定律 e=BLV=BLRW=BSW=ψ w 可得出速度電動(dòng)勢(shì)的表示形式。前面我們已經(jīng)假設(shè) q 軸超前于 d 軸 90度，所以 q軸速度電動(dòng)勢(shì)是由 d 軸磁鏈感應(yīng) 出來(lái)得。同理， d 軸速度電動(dòng)勢(shì)是由一個(gè)滯后于 d 軸 90 度的軸 (即負(fù)的 q 軸 )的磁鏈感應(yīng)出來(lái)。 因此 q 軸的速度電動(dòng)勢(shì)是 dRw?? ， d 軸的速度電動(dòng)勢(shì)是一是 dRw?? 。 電樞繞組的互感包括與轉(zhuǎn)子、阻尼繞組之間的互感。 qRddSd dtdiRv ??? ???? (210) ? ?kdfdmddldd iiLiL ???? （ 211） dRqqsq dtdiRv ??? ???? (212) (213) (214) (215) (216) (217) kqmqqlqq iLiL ???fdfdfdfd dtdiRv ??? ? ?kddmdfdfdfd iiLiL ????kdkdkdkd dtdiRv ???? ?fddmdkdkdkd iiLiL ???? 10 (218) (219) (220) (221) 方程解釋 :把右邊六個(gè)方程代入左邊六個(gè)方程中，即可得到 d q軸系下的 電 壓和電流的關(guān)系。當(dāng)發(fā)電機(jī) 起動(dòng)時(shí)， a b c 三相電流為零，則 d q 軸下的電流變量也為零，依據(jù)上述方程可以計(jì)算出 d q軸下的電壓變量。當(dāng)發(fā)電機(jī)起動(dòng) 完 成 ,合閘時(shí)，發(fā)電機(jī)電樞電壓達(dá)到額定值，可依據(jù)電壓計(jì)算出電流。 同理，可分析出他運(yùn)行情況時(shí)的計(jì)算。 、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間關(guān)系 （ 222） J:發(fā)電機(jī)的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 。 R? :轉(zhuǎn)子的角速度 。 mT :機(jī)械轉(zhuǎn)矩 。 eT :電磁轉(zhuǎn)矩 。 Rmm TP ?? (223) mp :柴油發(fā)電機(jī)輸出的機(jī)械功率 fR ?? 2? ，如果 f=60Hz,則 sradelecR /.377?? 1111 kqkqkqkq dtdiRv ???? ?fqqmqkqkqkq iiLiL ??? 11?2222 kqkqkqkq dtdiRv ???? ?fqqmqkqkqkq iiLiL ??? 222?emR TTdtdJ ??? 11 第三章 原動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng) 船舶電站負(fù)載的變化，將引起電站發(fā)動(dòng)機(jī)組 轉(zhuǎn)速的變化，因而使電網(wǎng)頻率發(fā)生變化。柴油機(jī)的不同轉(zhuǎn)速是通過(guò)改變每一循環(huán)的噴油量來(lái)獲得的，當(dāng)外界負(fù)荷不變時(shí)，若供給柴油機(jī)一定的油量，使柴油機(jī)發(fā)出的功率與外界負(fù)荷相平衡，則柴油機(jī)就在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于船用柴油機(jī)來(lái)說(shuō)，其外界的負(fù)荷是變化的，而且這種變化是不能預(yù)計(jì)的，外界負(fù)荷的增減會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的降低和增高。當(dāng)柴油機(jī)用于船舶電站帶動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)速保持恒定有嚴(yán)格的要求，以保證發(fā)電機(jī)的電壓和頻率穩(wěn)定，滿足并車及供電的需要。 調(diào)速器的性能指標(biāo) 為了評(píng)定調(diào)速系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程的性能，通常采用下列兩項(xiàng)動(dòng)態(tài)指標(biāo) : (1)瞬時(shí)調(diào)速率 (動(dòng)態(tài)調(diào)速率 )。瞬時(shí)調(diào)速率是指柴油機(jī)突卸 (或突加 )全負(fù)荷后的瞬時(shí)最大轉(zhuǎn)速 (或瞬時(shí)最小轉(zhuǎn)速 )與負(fù)荷改變前的標(biāo)定轉(zhuǎn)速 (或最大空載轉(zhuǎn)速 )之差同標(biāo)定轉(zhuǎn)速之比值的百分?jǐn)?shù)。 （ 2)穩(wěn)定時(shí)間 st 。過(guò)渡過(guò)程的穩(wěn)定時(shí)間 st 是指突加 (或突減 )全負(fù)荷后轉(zhuǎn)速開(kāi)始波動(dòng)，從轉(zhuǎn)速剛偏離最高空載轉(zhuǎn)速 (或標(biāo)定轉(zhuǎn)速 )的波動(dòng)范圍那一點(diǎn)起，到轉(zhuǎn)速達(dá)到新的穩(wěn)定范圍，即轉(zhuǎn)速剛回復(fù)到標(biāo)定轉(zhuǎn)速 (或最高空載轉(zhuǎn)速 )的波動(dòng)范圍 3那一點(diǎn)為止所需要的時(shí)間 (以 s 計(jì) )。 st 越短，即轉(zhuǎn)速波動(dòng)消除快，就說(shuō)明調(diào)速器的快 速性好。船用柴油發(fā)電機(jī)要求 st 不大于 5s。 柴油機(jī)調(diào)速器的原理框圖 圖 31 原動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 框 12 圖 32 原動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型圖 柴油機(jī)調(diào)速器的數(shù)學(xué)模型 直接作用的機(jī)械離心式調(diào)速器的滑 環(huán) 的動(dòng)態(tài)方程式 : (31) 式中 : rT — 測(cè)速器時(shí)間常數(shù) ? — 由滑環(huán)行程確定的位置相對(duì)偏差 ， YY 0? — 滑環(huán)的位移 eY — 滑環(huán)的額定行程 kT — 阻尼器時(shí)間常數(shù) ? — 速度特性的靜態(tài)偏差 (調(diào)速器的不均勻度 ) ___________機(jī)組 的轉(zhuǎn)差率 0??? — 原動(dòng)機(jī)角速度偏差 0? — 平衡 (同步 )角速度 對(duì)取 拉斯變換，得 (32) sdtdTdtdT kr ??? ???22YeYY 0???00?????Sbbn nn ?? max1?)())()(22 sSsssTssT kr ??? ???? 13 整理得 : (33) 2．伺服馬達(dá)環(huán)節(jié) 當(dāng)采用非直接作用式帶有硬反饋得液壓調(diào)速器時(shí)，必須增加伺服馬達(dá)方程 式。 導(dǎo)閥的相對(duì)行程 ? 與伺服機(jī)活塞的相對(duì)行程 ? 之間的關(guān)系可看作積分環(huán)節(jié) （ 34） 式中 : sT — 導(dǎo)閥的時(shí)間常數(shù)。 導(dǎo)閥的相對(duì)行程 ? 由下式確定 : ???? ?? （ 35） 式中 β — 反饋系數(shù) υ — 伺服活塞的相對(duì)位移 (36) X 、 0X 、 eX — 活塞位置的實(shí)時(shí)值、初始值和額定值 jM 、 0jM 、 jeM — 相對(duì)于 X 、 0X 、 eX 轉(zhuǎn)矩 靜態(tài)指標(biāo) ： A．穩(wěn)定調(diào)速率 （ 37） B．轉(zhuǎn)速波動(dòng)率 = （ 38） （ 39） D．不靈敏度 (310) ?? ??? kr TsTsS s 22 1)( )(?? ?? dtdTsjejje MMMX XX 00 ?????%100m a x02 ??? b bn nn?%100max ??mmc n nn%100m a xm a x ??? m cc n nn%10012 ??? mn nn 14 將式（ 39）代人式（ 38）整理得 (311) 對(duì)式（ 310）取拉斯變換得 )()()( ssssT s ???? ?? (312) 整理得， (313) 3．緩沖器和調(diào)整機(jī)構(gòu) 緩沖器和調(diào)整機(jī)構(gòu)用相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)，積分環(huán)節(jié)和傳遞延遲環(huán)節(jié)組成。相位補(bǔ) 償環(huán)節(jié)根據(jù)調(diào)速器的傳遞函數(shù)，畫(huà)出波特圖，對(duì)不 穩(wěn)定的系統(tǒng)進(jìn)行相位補(bǔ)償，補(bǔ)償環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)的確定以經(jīng)驗(yàn)為主，并結(jié)合補(bǔ)償后的波特圖曲線效果確定。傳遞延遲環(huán)節(jié)的延遲時(shí)間由經(jīng)驗(yàn)確定。 原動(dòng)機(jī)起動(dòng)特性 實(shí)際建模時(shí)，轉(zhuǎn)速的反饋直接取自發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，由于發(fā)電 機(jī)模型較復(fù)雜，為了便于