华南理工大学-电机学-动态-第28章 同步机动态分析.pptVIP

第七篇 动态 第27章 电机动态分析特点 第28章 同步机动态分析 第29章 异步机动态分析 不要求 第30章 变压器动态分析 第31章 直流机动态分析 不要求 第28章 同步机的动态分析 28.1 同步发电机在相坐标系中的运动方程 28.2 同步发电机在dq0坐标系中的运动方程 28.3 同步机的标幺值 不要求 28.4 同步机的直/交轴等效电路和运算阻抗 不要求 28.5 同步发电机的三相突然短路 28.1 同步发电机在相坐标系中的运动方程 0 一些说明 1 示意图+正方向 2 定转子的uΨ关系 3 定子电压方程 4 定子磁链方程 5 转子电压方程 6 转矩方程 7 定、转子的电压、磁链方程之特点 8 转矩方程 0 一些说明 同步机动态过程分电磁动态和机械动态，这里只研究电磁动态。 电磁动态由电机内磁场贮能不能突变引起。电磁动态比机械动态快得多，故研究电磁动态时可认为转速不变。 首先建立同步机运动方程-----电压方程、磁链方程、转矩方程，然后作dqo变换。最后对同步发电机三相突然短路过程进行物理分析。 1示意图+正方向：uiΨTorqe 电枢采发电机惯例，输出电流为正，ui反向，且正电流产生负磁链。励磁绕组f，采电动机惯例， ui同向，输入电流为正，且正向电流产生正磁链。 转矩正向采发电机惯例，电磁转矩为负。 2 定转子的uΨ关系：惯例小结之回忆 2续1：确定定子uψ关系 2续2：确定转子uψ关系 3 定子电压方程 4 定子磁链方程 5 转子电压方程 6 转子磁链方程 7 定、转子的电压、磁链方程之特点 8 转矩方程 28.2 同步发电机在dq0坐标系中的运动方程 0 引入dq0系的目的 1 dq0系中的定子磁链方程 2 dq0系中的转子磁链方程 3 dq0系中的定转子磁链方程汇总 4 dq0系中的定子电压方程 5 dq0系中的转子电压方程 6 dq0系中定转子电压方程的特点 7 Park方程各项符号的直观获取 8 dq0系中的功率和转矩 0 引入dq0系的目的 把变系数微分方程变为常系数微分方程，便于求解。 1 dq0系中的定子磁链方程(s表定子f表励磁) 1 续1 1续2 1续3 1续4 1续5 2 dq0系中的转子磁链方程 3 dq0系中定转子磁链方程汇总 3续1 3续2：不可逆的原因 4 dq0系中的定子电压方程 4 续1：下面证明： 4 续2： 4 续3： 4 续4：Park方程 5 dq0系中的转子电压方程 6 dq0系中的定转子电压方程的特点 28.5 同步发电机的三相突然短路 28.5.1 一些假设和三相电流波形 28.5.2 无阻尼绕组的三相突短 28.5.3 有阻尼绕组的三相突短 28.5.1 一些假设和三相突短电流波形 1 一些假设 2 突短后的三相电流波形 1 一些假设 1）转速恒定。 2）不计饱和。 3）短前空载。 4）转子上仅有励磁绕组。 5）转子d轴转到与A相绕组轴线垂直时，定子三相突短。此时θ0＝-90o，A相磁链ψ0A为零。 见下页图。 1 续1 2 突短后的三相电流波形 A相电流仅有周期分量。 B、C相电流不仅有周期分量，还有非周分量。 2 续1 包络线关于横轴对称。无非周期分量。 非周分量=衰减的直流分量。 2 续2 包络线关于横轴不对称。有非周分量。 2 续3 包络线关于横轴不对称。有非周分量。 28.5.2 无阻尼的三相突短 1 励磁电流的瞬态非周分量 2 定子电流的瞬态周期分量 3 瞬态电枢磁场与瞬态电抗 4 定子电流的瞬态非周分量 5 励磁电流的瞬态周期分量 6 无阻尼突短分析总结 1 励磁电流的瞬非子量 设空载时励磁电流为If0。If0所生主磁通Ф0在定子三相绕组内感生励磁电势E0。三相突短时，E0在定子绕组内产生对称的三相短路电流，形成电枢旋转磁势，并产生相应的电枢反应。由于定子绕组的电阻远小于电抗，故短路时电枢电流接近纯感性，此时的电枢反应接近纯直轴去磁性。 1 续1 稳态短路（稳短）时，同步旋转的恒幅电枢旋转磁势与转子相对静止，转子中没有感应电流。突然短路（突短）时，突然出现的直轴去磁性电枢反应在励磁绕组内产生感应电流Δif=；根据换路定律，在短路初瞬时，励磁绕组的磁链不能跃变，所以由Δif=所产生的磁链LffΔif=应与电枢绕组所生直轴去磁性磁链Mfaid相抵消；即 1 续2 Δif=由去磁性的电枢反应感应产生，而又抵消电枢反应的作用。（这叫：异化、负