【正文】 ?????????????????????????????0000)1()1(00000000000000000000000000000000000dqQDfqdQDfqdQDffqdssiiiiiirrrrrruuuu??????????????qd ?? ?? 、??? )1( s??1?? 三相對(duì)稱情況下的同步發(fā)電機(jī)基本方程 三相對(duì)稱情況下，磁鏈、電壓、電流的零序分量 為零，方程總數(shù)減少兩個(gè)，變量減少 3個(gè)，此時(shí)方程總數(shù)為 10個(gè)，變量總數(shù)為 13個(gè)，所以分析時(shí)必須給定其中的三個(gè)， 才能確定另外 10個(gè)，通常給定 。 四、同步發(fā)電機(jī)的基本方程 磁鏈方程 ????????????????????????????????????????????????????????????????????QDfqdQaQDraDrfafaQqaDafQDfqdiiiiiiLmLmmmLmLmLmmL00d00002300002300023000000000000??????? 幾點(diǎn)說明 （ 1）可以證明： （ 2）磁鏈方程的電感系數(shù)不對(duì)稱，這可以通過選擇適當(dāng)基準(zhǔn)值來克服，附錄 B介紹了一種常用的同步電機(jī)標(biāo)幺值，采用此標(biāo)幺值后不但互感系數(shù)對(duì)稱，而且存在 .,1.,1******qqqqddddxLxLxLxL????時(shí)在所對(duì)應(yīng)的電感系數(shù)，為發(fā)電機(jī)每相交軸電抗時(shí)在所對(duì)應(yīng)的電感系數(shù)，為發(fā)電機(jī)每相直軸電抗??采用標(biāo)幺值后的磁鏈方程 ????????????????????????????????????????????????????????????????QDfqdQaqDadadadfadaqqadaddQDfqdiiiiiixxxxxxxxxxxxxx0000000000000000000000000?????? 電壓方程 式中 稱為變壓器電動(dòng)勢(shì)，由磁通的變換所引起， 稱為旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢(shì)，又稱為發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)，是將 空間不動(dòng)的 A、 B、 C三相系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的 d、 q系統(tǒng)所引起。這個(gè)零序分量電流所產(chǎn)生的和 轉(zhuǎn)子交鏈的磁通為零，故它與轉(zhuǎn)子的位置 無關(guān)。 cba iii 、 0??? cba iiimI?cba iii ??? 、 將 在 d、 q軸上分解可得 由于 ， 為同一相量的分解，所以兩組 分量等效，經(jīng)三角運(yùn)算可得其關(guān)系如下： mI?cba iii 、qd ii 、)]1 2 0c o s ()1 2 0c o s (c o s[32 0????? ??? cbad iiii)]1 2 0s i n ()1 2 0s i n (s i n[32 0?????? ??? cbaq iiii 若 ，則可找到如下關(guān)系 、 而使 ，從而可用一個(gè)旋轉(zhuǎn)相量表 示 ，然后再在 上加上 即可。 ? 等效繞組與轉(zhuǎn)子繞組之間的相對(duì)位置不再改變，從而 使轉(zhuǎn)子各繞組與等效繞組之間的互感系數(shù)不再改變而保 持常數(shù)； ? 另一方面 dd繞組、 qq繞組在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，始終在 d軸 方向和 q軸方向，其磁路不變，從而避免了轉(zhuǎn)子在 d軸和 q軸方向磁路不對(duì)稱而引起定子繞組自感系數(shù)和互感系數(shù) 的變化； ? 零軸繞組則反應(yīng)定子三相電流中的零序分量的作用， 由于三相零序電流分量產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)為零，所以等效 零軸繞組也不在空氣隙中產(chǎn)生磁場(chǎng)。 派克變換 派克變換就是利用兩個(gè) 隨轉(zhuǎn) 子一起旋轉(zhuǎn)的假想繞組和一 個(gè)零 軸假想繞組來代替空間靜止不 動(dòng) 的三相定子繞組。 如果把磁鏈微分后代入原始電壓方程，則這些方程為變 系數(shù)微分方程，變系數(shù)微分方程的分析是很困難的。 轉(zhuǎn)子各繞組之間的互感系數(shù) d軸方向各繞組之間的互感系數(shù)為常數(shù)； q軸方向各 繞組之間的互感系數(shù)為常數(shù)； q軸方向繞組與 d軸方向各 繞組之間的互感系數(shù)為零 定子各繞組與轉(zhuǎn)子各繞組之間的互感系數(shù) ? 結(jié)論 對(duì)于凸極機(jī)大部分電感系數(shù)是隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)變化的； 對(duì)隱極機(jī)也有一部分是變化的，變化的原因有二： 一是轉(zhuǎn)子在直軸和交軸方向的磁路不對(duì)稱，導(dǎo)致凸極機(jī) 定子繞組的自感系數(shù)和互感系數(shù)不是常數(shù)；隱極機(jī)是常數(shù)。 忽略齒諧波的影響 定子及轉(zhuǎn)子的槽和通風(fēng)溝不影響定子繞組及轉(zhuǎn)子繞組的 電感，即認(rèn)為電機(jī)定子及轉(zhuǎn)子具有光滑的表面。 電機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)稱 三相定子繞組結(jié)構(gòu)相同，其軸線方向相角差為 電角 度；轉(zhuǎn)子各繞組對(duì) d、 q對(duì)稱。 短路電流周期分量起始值的直軸分量 ddqq xIjUE ?????? |0||0||0| ???dqd xjEI??????? |0|??dqd xEI??????? |0| （ 2）直軸方向 短路前 短路后 qqd xIjU |0||0| ?? ?? 稱為直軸次暫態(tài)電勢(shì) ，它可以由短 路前的運(yùn)行狀態(tài)確定。 dqd xEII?????? |0||0|qE??|0|QEamp。 ??d軸和 q軸方向的確定 不計(jì)阻尼繞組時(shí)初始值 和 、 （ 1）交軸方向 短路前 短路后 I? |0|qE? |0|E?|0||0||0| qddq UxIjE ??? ?? 稱為交軸假想電勢(shì)，它可以由短路前的 運(yùn)行狀態(tài)確定 短路電流周期分量起始值直軸分量計(jì)算公式： ddqq xIjUE ???? |0||0||0| ???dqd xjEI???? |0|??dqd xEI???? |0| （ 2）直軸方向 短路前 短路后 qqd xIjU |0||0| ?? ?? （ 3）短路電流起始有效值 （ 4）計(jì)算簡(jiǎn)化 要確定 ，必須確定＋ d、＋ q軸的方向，這就需要 用到虛構(gòu)電勢(shì) 。amp。 )(|0| qddQ xxIjE ??? amp。amp。amp。amp。amp。amp。 |0|QEamp。 |0|qE?|0|QEamp。 |0|dUamp。 ?|0|qE? |0|dIamp。 ?? （ 3）空載電動(dòng)勢(shì)的確定 對(duì)于隱極機(jī)可以從正常運(yùn)行時(shí)的電壓和電流以及相角 求出 ；對(duì)于凸極機(jī)需要知道 、 、 、 才能求出 ， 即需要知道＋ d、＋ q軸的方向，為確定＋ q軸的方向引進(jìn) 虛構(gòu)電勢(shì) 。amp。amp。amp。???????ddqq xIjUE |0||0||0|amp。amp。amp。amp。 ????忽略電阻 r，按 d、 q軸分開 qqddqdqqddq xIjxIjUUxIjxIjUE |0||0||0||0||0||0||0||0|amp。amp。amp。 采用突增電樞反應(yīng)磁通走轉(zhuǎn)子繞組漏磁回路的原理， 直接利用發(fā)電機(jī)定子繞組電壓方程來求取 （無阻尼繞 組）和 （有阻尼繞組）。 （ 2）各分量變化情況 周期分量從短路瞬間的起始值（與空載情況不同）逐漸衰 減到穩(wěn)態(tài)值，定子短路穩(wěn)態(tài)電流同空載情況下短路一樣，仍為 非周期分量和倍頻分量從短路瞬間的起始值逐漸衰減到零。 當(dāng)短路點(diǎn)距離機(jī)端較遠(yuǎn)，即 x 很大時(shí)，可以認(rèn)為 短路電流有效值保持不變，即將發(fā)電機(jī)作為無限大電 源處理。 這樣轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流將完成兩次周期性變化， 所以為產(chǎn)生空間不動(dòng)、大小恒定的磁鏈所需的電流除非 周期分量（直流分量）外，還包含兩倍頻率的交流分 量。 原因是當(dāng)轉(zhuǎn)子 d軸和 q軸方向磁阻相同時(shí)，為維持短路 前瞬間磁鏈所需的非周期磁動(dòng)勢(shì)為常數(shù)，因而產(chǎn)生它們 的定子繞組非周期分量也為常數(shù)。 相應(yīng)的為保持在短路瞬間磁鏈不變出現(xiàn)的各種自由電 流分量都會(huì)逐漸衰減。 轉(zhuǎn)子繞組電流正方向 正方向電流產(chǎn)生產(chǎn)生正方向的磁鏈。 二、基本定律（磁鏈?zhǔn)睾愣桑? 對(duì)于任何無源回路有： 超導(dǎo)體情況下： 非超導(dǎo)體情況下 常數(shù)、 ?? ?? 0dtd三、發(fā)電機(jī)電流、電壓、磁鏈的參考正方向 各繞組軸線正方向 各繞組磁鏈正方向 各繞組磁鏈正方向取軸線方向； 定子繞組電流正方向 末端流向首端。 認(rèn)為勵(lì)磁電壓不變，即忽略 ZTL的作用。 短路沖擊電流的用途 校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定 ）（ aTm eK1???二、最大有效值電流 短路電流有效值 最大有效值電流 最大有效值電流用途 校驗(yàn)?zāi)承╅_關(guān)電器的斷流能力 ?? ?????? ??? 222222 )(11TtTt tptTtTtt dtiiTdtiTI ? )()2()2( mmmmM IiIiII ??????2222 )1(212)1()2( ?????? mmmmm KIIKI?mK mM II ? ?mK mM II ?第二章：同步發(fā)電機(jī)突然三相短路分析 概述 一、基本假設(shè) 只計(jì)電機(jī)內(nèi)部的電磁暫態(tài)過程，不計(jì)機(jī)電暫態(tài)過程， 即認(rèn)為發(fā)電機(jī)的頻率不變，而端電壓是變化的。 0amI? 00 ??ai |0|0 aap ii ??三、短路沖擊電流 概念 最惡劣短路條件下短路電流的最大瞬時(shí)值 短路沖擊電流計(jì)算公式 ? ? aa T tmmT tmma eItIeItIi ?? ???????? ?? c o s)900s i n ()90s i n ( 00mmTmm IKeIi a ???? ）（ 。至于那一相較大，那一相較小，則視短路時(shí)電壓相角 而定。 |||| 00 apa ii ??? 0amI?000 |||| mapa Iii ??? 非周期分量取得最小值的條件 相量 與縱軸垂直，此時(shí) 、