【正文】 角為 θ ， q 軸超前 d軸 90 度。 在有關(guān)同步電機理論的大部分文獻中，取值為 2/3。 為了給出一個完 全的自由度，必須定義第三個分量來使得三相電流變換成三個量。因此，一個方便的第三變量是 零序電流 0i ，并與對稱分量相聯(lián)系 : ? ?cbao iiii ??? 31 (27) 在對稱條件下 ， ? ? 0??? cba iii ，從而 00?i 。 將 a b c 相變量到 d q 0 變量的變換寫成下面的形式 (28) 逆變換為 : (29) 式 (2 一 8)從 a b c 相變量到 dq0 變量的變換。式（ 2一 9)與式 (2 一 8)正好相反 坐標(biāo)變換的優(yōu)點 dq0 變換又稱派克變換。用 dq0 變量的同步電機方程進行分析，比用向量的方程要簡單，其理由如下 :在對稱條件下，不出現(xiàn)零序量 。與 d 軸和 q 軸有關(guān)的量可由端部試驗來測量。 (2)定子槽不會引起轉(zhuǎn)子電感隨 轉(zhuǎn)子位置而變化 。 (4)忽略磁飽和的影響。第四點假設(shè)是為了分析方便而設(shè)定的。 正方向規(guī)定 (由于三相對稱，本文只取其中的一相分析 ): 電流 — 采用發(fā)電機極性慣例，定子電流的正方向是流出電機，勵磁和阻尼電路的電流正方向是流入電機。 磁通 — 正向電流按右手螺旋定則產(chǎn)生正向磁通。 電磁轉(zhuǎn)矩 — 與正轉(zhuǎn)速方向相同者為正。 圖 21 同步發(fā)電機 d 、 q軸 電氣示意圖 對示意圖解釋如下 :(取 d軸分析 ) 對于定子電路，把式 (211)(213)代入式 (210)可得到完整的 d軸定子電 路方程。前面我們已經(jīng)假設(shè) q 軸超前于 d 軸 90度，所以 q軸速度電動勢是由 d 軸磁鏈感應(yīng) 出來得。 因此 q 軸的速度電動勢是 dRw?? ， d 軸的速度電動勢是一是 dRw?? 。 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 :把右邊六個方程代入左邊六個方程中，即可得到 d q軸系下的 電 壓和電流的關(guān)系。當(dāng)發(fā)電機起動 完 成 ,合閘時，發(fā)電機電樞電壓達到額定值，可依據(jù)電壓計算出電流。 、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間關(guān)系 （ 222） J:發(fā)電機的總轉(zhuǎn)動慣量 。 mT :機械轉(zhuǎn)矩 。 Rmm TP ?? (223) mp :柴油發(fā)電機輸出的機械功率 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 原動機和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng) 船舶電站負載的變化，將引起電站發(fā)動機組 轉(zhuǎn)速的變化，因而使電網(wǎng)頻率發(fā)生變化。對于船用柴油機來說，其外界的負荷是變化的，而且這種變化是不能預(yù)計的，外界負荷的增減會導(dǎo)致柴油機轉(zhuǎn)速的降低和增高。 調(diào)速器的性能指標(biāo) 為了評定調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程的性能，通常采用下列兩項動態(tài)指標(biāo) : (1)瞬時調(diào)速率 (動態(tài)調(diào)速率 )。 （ 2)穩(wěn)定時間 st 。 st 越短，即轉(zhuǎn)速波動消除快，就說明調(diào)速器的快 速性好。 柴油機調(diào)速器的原理框圖 圖 31 原動機速度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 框 12 圖 32 原動機速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型圖 柴油機調(diào)速器的數(shù)學(xué)模型 直接作用的機械離心式調(diào)速器的滑 環(huán) 的動態(tài)方程式 : (31) 式中 : rT — 測速器時間常數(shù) ? — 由滑環(huán)行程確定的位置相對偏差 ， YY 0? — 滑環(huán)的位移 eY — 滑環(huán)的額定行程 kT — 阻尼器時間常數(shù) ? — 速度特性的靜態(tài)偏差 (調(diào)速器的不均勻度 ) ___________機組 的轉(zhuǎn)差率 0??? — 原動機角速度偏差 0? — 平衡 (同步 )角速度 對取 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，必須增加伺服馬達方程 式。 導(dǎo)閥的相對行程 ? 由下式確定 : ???? ?? （ 35） 式中 β — 反饋系數(shù) υ — 伺服活塞的相對位移 (36) X 、 0X 、 eX — 活塞位置的實時值、初始值和額定值 jM 、 0jM 、 jeM — 相對于 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) 對式（ 310）取拉斯變換得 )()()( ssssT s ???? ?? (312) 整理得， (313) 3．緩沖器和調(diào)整機構(gòu) 緩沖器和調(diào)整機構(gòu)用相位補償環(huán)節(jié)，積分環(huán)節(jié)和傳遞延遲環(huán)節(jié)組成。傳遞延遲環(huán)節(jié)的延遲時間由經(jīng)驗確定。 圖 32 原動機起動時調(diào)速特性仿真模型 ???? ??dtdTs??? ?? sTss s 1)( )( 15 第四章 勵磁系統(tǒng) 勵磁系統(tǒng)向發(fā)電機提供勵磁電流，起 著調(diào)節(jié)電壓、保持發(fā)電機端電壓恒定的 作用，并可控制并聯(lián)運行發(fā)電機的無功功率分配。因此需要采用自動電 壓調(diào)整器或自勵恒壓裝置來調(diào)整發(fā)電機的端電壓，使輸出電壓盡可能保持穩(wěn)定或 下跌較小 . 含旋轉(zhuǎn)整流器的無刷交流勵磁系統(tǒng) 同步發(fā)電機的滑環(huán)和碳刷在運行時產(chǎn)生的火花會使電機的絕緣電阻下降并 干擾無線電的收訊。其輸出經(jīng)過 裝在軸上的半導(dǎo)體整流器整流