第二章 同步发电机突然短路分析.ppt

第二章 同步发电机突然三相短路分析 主要内容： §2－1 ：同步发电机模型和基本方程式 §2－2 ：同步发电机突然三相短路分析 §2－3 ：同步机突然三相短路 §2－1 同步发电机模型和基本方程式 同步发电机结构特点 同步发电机的数学模型及其基本方程式 同步发电机的特点: 转子是旋转的。 绕组是分散的。 存在磁饱和现象。 回§2－1 2、同步发电机模型和基本方程式 模型假设： 忽略磁饱和现象； 绕组都是对称的，（实际制作中并不对称）； 定子磁势在空间按正弦规律变化； 忽略高次谐波（忽略沟槽的作用）。 理想同步电机的原始方程： 电压方程 磁链方程 电压电流方程 1. 磁链与电流、电压的参考正方向 2 同步电机的电压方程、磁链方程 定子侧： 转子侧： 直轴阻尼绕组： 交轴阻尼绕组： 由此得到六个回路的电压方程 磁链方程 同步发电机中各绕组的磁链是由本绕组的自感磁链和其它绕组与本绕组间的互感磁链组合而成。它的磁链方程为： 对磁链方程的分析： 1）定子绕组的自感系数 或 时，自感为最小值； 或 时，自感为最大值； 2）定子绕组的互感系数 或 时， 互感为最小值； 或 时， 互感为最大值； 3）定子与转子的互感系数 或 时，互感为最小值； 时， 互感为正最大 时， 互感为正最大 4）转子绕组的自感系数 转子上各绕组是随着转子一起转动的，无论是凸极机还是隠极机，转子绕组的磁路中总是不变的，即转子各绕组的自感系数为常数，令他们表示为： ； ； 5）转子各绕组间的互感系数 同上述原因，它们也都是常数，而且绕组于、绕组相互垂直，它们的互感为零，即： ； ； 变换 abc三相数学模型分析的困难； Park变换的提出－旋转坐标变换 变换矩阵 变换由美国工程师派克在年首次提出（其后不久，苏联学者戈列夫也独立地完成了大致相同的工作），一般称为派克变换。 变换就是将 、 、 的量经过下列变换，转换成另外三个量。例如对于电流，将 、 、 变换成另外三个电流， 、 、 分别成为定子电流的 轴分量、 轴分量、零轴分量。 由 在 三轴上的投影为 于是可得  于是有 于是我们得到如下磁链方程 变换的磁链方程 式中， 是同步发电机的直轴同步电抗； 是同步发电机的交轴同步电抗； 是同步发电机的零序电抗； 、 、 分别为励磁绕组、直轴和交轴阻尼绕组的自电抗； 、 分别为直轴和交轴电枢反应电抗。 变换的电压方程 得 得 由于 ，对两侧求导，得： 于是： 所以 而 式中， 为转子角速度，其标么值为 ， 为转差率。转子以同步转速旋转时， 标么值为 。 于是经过派克变换后： 同步机稳态相量图 稳态下， （标么值） ， ， 、 、 均为常数，故磁链 、 为常数，因此，变压器电势 所以 为同步机的空