第3章同步发电机的基本方程_2014

第3章同步发电机的基本方程本章目的：根据理想同步电机内部的各电磁量的关系，建立比较完整精确的同步电机数学模型，为电力系统暂态分析准备必要的知识同步电机原始方程式：各绕组及相互间电感系数时变；电压方程式时变系数微分方程，不便于求解；同步电机Park方程式：定子侧各绕组方程式从abc坐标系转换到dq0坐标系，得到常系数微分方程；—Park变换同步电机对称稳态运行：根据同步电机Park方程式，得到用相量表示的稳态电势方程式，等值电路，相量图；空载电势Eq和等值隐极机电势EQ的定义；基本前提同步电机基本回路图（理想同步电机假设、假定正方向）同步电机原始方程电势方程磁链方程电感系数Review：磁路欧姆定律定子绕组自感系数—以a相为例定子绕组自感系数—abc三相定子绕组间互感系数—以ab相为例定子绕组间互感系数—abc三相转子各绕组的自感系数和互感系数定子绕组和转子各绕组间的互感系数—abc--f定子绕组和转子各绕组间的互感系数—abc--D定子绕组和转子各绕组间的互感系数—abc--Q本节主要结论磁链方程式中，同步电机许多电感系数随转子位置角发生周期性变化，是时变系数；将磁链方程代入同步电机电势方程，将得到一组时变系数微分方程，不便于求解；磁链方程式出现变系数的原因：（1）转子的旋转使定转子绕组间产生相对运动，致使定转子绕组间的互感系数发生相应的周期性变化；（2）转子在磁路上只是分别对d轴和q轴对称，而不是随意对称，由此导致定子各绕组的自感和互感发生周期性变化；坐标变换和dq0系统采用通用相量表示定子三相电流dq0坐标系的同步电机方程通用相量的dq轴分量用dq轴分量表示iabcPark变换—idq0---iabc设想：将静止的abc三相定子绕组等效为随转子旋转的dd和qq绕组。等效绕组中的电流id和iq产生的磁势对转子相对静止，磁通磁路磁阻不变，因此电感系数为常数。Park变换的另一种推导方法同理可对定子电压和磁链作同样的变换。不同频率abc三相对称电流的dq0分量dq0坐标系下的发电机电势方程“伪静止”等效绕组dq0系统的磁链方程和电感系数同步电机常用标幺制同步电机标幺值方程基本方程的拉氏运算式同步电机的电抗用电抗表示的同步电机标幺值方程同步电机标幺值方程—矩阵形式同步电机电磁功率同步电机的对称稳态运行实用正方向实用化基本方程电势方程空载电势的物理意义相量图等值电路