同步電機各階次數(shù)學(xué)模型介紹

預(yù)備知識1：關(guān)于繞組的介紹，參照天津大學(xué)電力系統(tǒng)分析課件：azq?azq?定子cutxc三相繞組，轉(zhuǎn)子勵磁f繞組（真實）?D.g.Q阻尼繞組（等值）（該圖來自天津大學(xué)電力系統(tǒng)分析課件）阻尼繞組是尊值繞紐對于水輪發(fā)電機等凸極同步電機，阻尼繞組用于模擬分布在轉(zhuǎn)子上的阻尼條所產(chǎn)生的阻尼作用；對于汽輪發(fā)電機等隱極冋步電機，阻尼繞組則用于模擬整塊轉(zhuǎn)子鐵芯中渦流所產(chǎn)生的阻尼作用乜凸極機：在轉(zhuǎn)子的縱軸和橫軸上各設(shè)置I個等值阻尼繞組，分別記作D繞組和Q繞組；隱極機，在橫軸増加I個等值呂繞組，g繞組和Q繞組分別用于反映阻尼作用較強和較弱的渦流效宜m基于模型統(tǒng)一的考慮，建立考慮轉(zhuǎn)子為凸極并具有EkQ、呂三個阻尼繞組的同步電機數(shù)學(xué)模型,而將轉(zhuǎn)子僅有D和Q阻尼繞組的凸極機分別處理為它的特殊睛況口（該圖來自天津大學(xué)電力系統(tǒng)分析課件）預(yù)備知識2：同步機組9階詳細數(shù)學(xué)模型（注意，以下數(shù)學(xué)模型是以特定的參考方向定義為基礎(chǔ)，不同的參考方向定義，數(shù)學(xué)模型表達式不同，這里僅僅是為了說明的方便直接使用了課件中的數(shù)學(xué)模型，讀者不要直接套用）4.1.2同步發(fā)電機的Park模型乂磁鏈方程兀0000n000乓乓%00鳳0000700X汩00G00九孔00站nfl00兀召L%-0000X-_匕2013-1-1⑥訶決芒鞠平hqmju叭怔黯葉，電壓方程-仏-仏-乩-臥2013-4-1□最詳細模型，共9階?上述7階描述電磁暫態(tài)a還有？階搖擺方程描述轉(zhuǎn)子的機械動態(tài)尸0分量通常不考慮，所以實際上最詳細模型是8階2013-4-1（S^旳於*學(xué)正式介紹各階次詳細模型（參考鞠平老師課件）：99階模型8階模型7階模型6階模型5橋模型4階模型3階模型2階模型□不同詳細程度的模型3、8>LD、Q*￡q、03*§、f*g、D*Q*(Lq3、§*1\D”Q*d*q3*6、f、背、D、Q3*§、f*D、Q<J>6xf>g56.f3、6首先介紹符號意義：（轉(zhuǎn)子角速度）、（轉(zhuǎn)子位置角）、（f勵磁繞組）、D（轉(zhuǎn)子直軸阻尼繞組）、Q（轉(zhuǎn)子交軸阻尼繞組）、（轉(zhuǎn)子交軸阻尼繞組2）、d（用戶定義的定子坐標系d軸）、（用戶定義的定子坐標系q軸）然后這里以6階為例進行說明上面要表達的意義：鞠平老師上面截圖中6階模型一一①、6、f、g、D、Q注意這里少了d、q、0。意義是在電壓方程組中不考慮同步電機定子繞組d軸、q軸、0軸的電壓方程的電磁暫態(tài)過程，即認為此=0；d^q=0；二0，所以電壓方程組變?yōu)?階dtdtdt只有4個狀態(tài)變量）：uduquou~0■00內(nèi)+一3屮q3屮d00+-riad-riaq-ria0riffffu0riDDDDu0riggggu0riQLQ」1——1QQ其中p是微分算子，即dt這種簡化的使用前提是，《阿」，具體說明見下方截圖（來自倪以這種簡化的使用前提是，《阿」，具體說明見下方截圖（來自倪以信老師《動態(tài)電力系統(tǒng)的理論與分析》1.7.1節(jié)）。這樣4階電壓方程組、磁鏈代數(shù)方程組和2階轉(zhuǎn)子運動方程，就組成了描述同步機組動態(tài)物理特性的6階詳細數(shù)學(xué)模型，根據(jù)6階詳細模型可以進一步推導(dǎo)出6階實用模型。對于不同的實際間題&分析工具，電機模型應(yīng)作不同程度的簡化*因此同步電機實用模型也有平同形式。同步電機實用模型謊重要的筒化假定是憩略定子統(tǒng)組哲態(tài)，從而令定子電壓懶分方程中甌-噸尸0,這樣就把它化為代數(shù)方程口應(yīng)當指出這種處理要求在電力網(wǎng)第和同步電機接口時、只讓基波正序電量進人發(fā)電機定子繞組：從而變壓器電動勢"井I遠小于速度電動勢“呼丨、貞便