【正文】 gDfcbaQgDfcbaQgDfcbafcbapiiiiiiiRRRRRRRuuuu???????000000000000000000000000000000000000000000000???????????????????????????????????????????????????????????QgDfcbaQgQDQfQcQbQagQgggDgfgcgbgaDQDgDDDfDcDbDafQfgfDfffcfbfacQcgcQcfcccbcabQbgbDbfbcbbbaaQagaDafacabaagfcbaiiiiiiiLMMMMMMMLMMMMMMMLMMMMMMMLMMMMMMMLMMMMMMMLMMMMMMML34－ 15 2021年 6月 17日星期四 167。 63 派克變換及 dq0坐標下的 同步電機方程 二 、 dq0坐標下的同步電機方程 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????00000000000000000000000000000000000000000000000000000dqQgDfqdQgDfqdQgDfaaafqdpiiiiiiiRRRRRRRuuuu?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????QgDfqdQgQaQgQgagDfDaDfDfafaQagqaDafdQgDfqdiiiiiiiLmmmLmLmmmLmLmmLmmL0000002/300002/3000002/300002/300000000000000???????2/3 200 lmlL d ???2/3 200 lmlL q ???000 2mlL ??fff LL ?DDD LL ?ggg LL ?Q LL ?fDfD Mm ?QggQ Mm ?旋轉電動勢或 發(fā)電機電動勢 ? 磁鏈方程中系數(shù)矩陣不對稱 。 ? 將在空間靜止不動的定子 abc坐標中的量通過坐標變換變換到與轉子一起旋轉的 dq0坐標 。 34－ 13 2021年 6月 17日星期四 167。 0???????? QDDQDggDQffQgffg MMMMMMMM? 磁鏈隨時間變化 ， 若將磁鏈方程代入電壓平衡方程 ， 將得到一個系數(shù)為時間 t的函數(shù)的常微分方程組 ， 即 變系數(shù)的常微分方程組 。 34－ 12 2021年 6月 17日星期四 167。 62 abc坐標系統(tǒng)下的 同步電機方程 三 、 繞組的電壓和磁鏈方程 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????QgDfcbaQgDfcbaQgDfcbafcbapiiiiiiiRRRRRRRuuuu???????000000000000000000000000000000000000000000000tp dd?微分算子 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????QgDfcbaQgQDQfQcQbQagQgggDgfgcgbgaDQDgDDDfDcDbDafQfgfDfffcfbfacQcgcQcfcccbcabQbgbDbfbcbbbaaQagaDafacabaaQgDfcbaiiiiiiiLMMMMMMMLMMMMMMMLMMMMMMMLMMMMMMMLMMMMMMMLMMMMMMML???????34－ 11 2021年 6月 17日星期四 167。 ? g和 Q繞組分別反映阻尼作用較強和較弱的渦流效應 。 62 abc坐標系統(tǒng)下的 同步電機方程 ? 隱極機除了 D、 Q繞組外 ， 在交軸上再增加一個阻尼繞組 ，記為 g繞組 。 ? 凸極機在轉子的直軸和交軸設置一個阻尼繞組 ， 分別記為 D繞組和 Q繞組 。 二 、 轉子的阻尼繞組及各繞組磁軸 、 電流和電壓的規(guī)定正方向 ? 阻尼繞組是一種等值繞組 。 62 abc坐標系統(tǒng)下的 同步電機方程 一 、 同步電機的理想化基本假設 (理想電機模型 ) (1)電機鐵心的導磁系數(shù)為常數(shù) ， 即忽略磁路飽和效應； (2)電機定子三相繞組結構對稱 ， 它們的磁軸在空間位置上依次相差 120176。 61 同步電機的轉子運動方程式 ? 若只考慮轉速變化對阻尼的影響： ? ?1dd ******* ???? ??? DPPtT emJ1dd *** ????t? ?1dd ***** ???? ??? DPPtT emJ? ?1dd *0 ?? ???t? 同一系統(tǒng)中 ， 所有發(fā)電機的轉子相對角度必須用同一個同步旋轉坐標軸作為參考 。 61 同步電機的轉子運動方程式 0** ???????NNemNDem MMDMMM MMM *** ???? DMM em *** ?DMM em ???Nmm SPP ?*NmMM0??? **?mM?**?? mM** ****** ** dd ???? DPPDMMtT ememJ ??????? 注意：電力系統(tǒng)分析中 ， 全系統(tǒng)取統(tǒng)一的基準值 SB， 需要將以發(fā)電機額定容量 SN為基準值的標么值轉換成以 SB為基準值的標么值 。 61 同步電機的轉子運動方程式 二 、 慣性時間常數(shù)的物理意義 設同步發(fā)電機轉子軸上的凈轉矩為額定轉矩 ， 且從靜止開始轉動 ? ?0d/ 1dJ NMTtM?? ?? tTtT JtJ000 d ????? ?0???? 慣性時間常數(shù)的物理意義：當轉子軸上施加的凈轉矩為額定轉矩時 ， 機組由靜止到額定轉速所需的時間 。 求正常運行時發(fā)電機儲藏的動能 WK及慣性時間常數(shù) TJ。 0??? NDMDM D為阻尼系數(shù) 凈轉矩 (不平衡轉矩 ) 34－ 4 2021年 6月 17日星期四 167。 61 同步電機的轉子運動方程式 MtJ ??dd2021 ?? JWK MtW K ??? dd2200?? NN MSNNK MMtM W ??? dd2 20? ?NNK MMtSW ??? d/d2 0 ? ?NJ MMtT ???d/d 0NKJ SWT 2? 同步電機的轉子機械慣性時間常數(shù)，簡稱 慣性時間常數(shù) 。 MtJ ??dd轉子運動方程式： 一 、 用有名值表示的轉子運動方程式 在穩(wěn)態(tài)運行情況下 ， 這些轉矩相互平衡 ， 即其代數(shù)和等于零 ，這時轉子以恒定的轉速旋轉 。 ? 同步發(fā)電機轉子軸上的轉矩： (1)原動機產生的機械轉矩 ， 其方向與轉子旋轉方向一致； (2)同步發(fā)電機內由磁場與電流相互作用產生的轉矩 ， 稱為電磁轉矩 ，方向與轉子旋轉方向相反 。 34－ 2 2021年 6月 17日星期四 167。 穩(wěn)態(tài)分析中 ， 重點在確定系統(tǒng)中的潮流分布 ， 而并不十分關心同步發(fā)電機的內部物理過程 ， 因此主要涉及到發(fā)電機的定子電壓 、 電流 、 有功功率和無功功率以及勵磁繞組的電流 。 從同步發(fā)電機入手進行暫態(tài)過程研究 。34－ 1 2021年 6月 17日星期四 (1)負荷變化； (2)設備故障； (3)短路故障 。 第六章 同步電機的數(shù)學模型 穩(wěn)態(tài) — 電力系統(tǒng)相對穩(wěn)定的運行狀態(tài) 暫態(tài) — 電力系統(tǒng)受到擾動后 ， 從一種穩(wěn)態(tài)向另一種新的穩(wěn)態(tài)的過渡過程 。 電磁暫態(tài)過程 — 重點研究電壓 、 電流變化規(guī)律 —— 故障分析 機電暫態(tài)過程 — 重點研究旋轉電機機械運行 —— 穩(wěn)定性分析 同步發(fā)電機的作用是將原動機的旋轉機械能轉換為同步發(fā)電機定子輸出的電能 。 暫態(tài)過程中 ， 不但發(fā)電機的轉速將隨時間變化 ， 而且在發(fā)電機內部將產生一系列復雜的機械和電磁過程 。 61 同步電機的轉子運動方程式 同步電機的轉子運動方程式用于反映暫態(tài)過程中發(fā)電機的轉子機械運動過程 。 (3)轉子軸由于機械摩擦和風阻產生的阻轉矩 ， 與旋轉方向相反 。 (轉矩與轉速變化的關系 ) 轉子機械角速度 (rad/s) 轉子上所有轉矩代數(shù)和 () 轉子轉動慣量 () 34－ 3 2021年 6月 17日星期四 167。 Dem MMMM ????? mm MP?? ee MP?? DD MP N DemJ MMMMtT ????? dd0 NDem M PPP ? ???用轉速表示的轉子運動方程式 轉子旋轉動能 ? 機械阻尼轉矩與機組的機械轉速有關 ， 可