同步发电机的基本方程精读.pptx

第3章 同步发电机的基本方程 一．基本前提 二．同步发电机的原始方程 三．dq0坐标系的同步电机方程 四．同步电机的对称稳态运行 思考题 什么是理想化同步电机？ 同步电机原始方程有什么特点？为什么？ 为什么采用 dq0坐标系可以解决磁链方程的变系数问题？ 什么是派克变换？ 画出凸极发动机稳态运行的等值电路、电势相量图？ 掌握空载电势、同步电抗？ 3.1 基本前提 磁路：忽略饱和、磁滞、涡流。 认为导磁系数为常数。叠加原理。 定子结构：结构相同，空间相差120o。 转子结构：纵轴和横轴分别对称。 转子和定子表面光滑，忽略导体槽和通风槽影响。 空载电动势是正弦函数。 1) 理想同步电机 3.1 基本前提 定子：a、b、c三相。 转子：纵轴：励磁绕组f、阻尼绕组D； 横轴：阻尼绕组g、阻尼绕组Q。 2) 绕组 3.1 基本前提 3) 参考方向的选取－定子电量 电流：由机端流出 电动势：与电流同向 电压：与电流反向 + - 发电机惯例 3.1 基本前提 3) 参考方向的选取－转子电量 电动势：与电流同向 外加励磁电压：与电流反向 阻尼回路外加电压为零。 + - 3.1 基本前提 3) 参考方向的选取—轴线 a a c b b c x y z if iD iQ q d 定子绕组磁链：轴线方向。 有的文献规定： 转子：横轴超前90° 定子绕组磁链：轴线反方向。 α 转子绕组磁链：轴线方向。 转子：纵轴超前横轴90° 3.2 同步发电机的原始方程 1) 电势方程 3.2 同步发电机的原始方程 1) 电势方程 3.2 同步发电机的原始方程 2) 磁链方程 3.2 同步发电机的原始方程 2) 磁链方程 3.2 同步发电机的原始方程 3) 电感系数－定子自感系数 a α = 0o α = 90o a x d a x d a 3.2 同步发电机的原始方程 3) 电感系数－定子自感系数 a α = 180o α = 270o a x d a x d a 3.2 同步发电机的原始方程 3) 电感系数－定子自感系数 l0 l2 3.2 同步发电机的原始方程 3) 电感系数－定子互感系数 α = -30o a a b b x y d a a b b x y d α = 60o 3.2 同步发电机的原始方程 3) 电感系数－定子互感系数 α = 150o a a b b x y d a a b b x y d α = 240o 3.2 同步发电机的原始方程 3) 电感系数－定子互感系数 m0 m2 3.2 同步发电机的原始方程 3) 电感系数－转子自感和互感系数 if iD iQ q d 3.2 同步发电机的原始方程 3) 电感系数－转子自感和互感系数 if iD iQ q d 3.2 同步发电机的原始方程 3) 电感系数－定子与转子间互感系数 a α = 0o α = 90o a x d a x d a 3.2 同步发电机的原始方程 3) 电感系数－定子与转子间互感系数 a α = 180o α = 270o a x d a x d a 3.2 同步发电机的原始方程 3) 电感系数－定子与转子间互感系数 0o Laf 90o 180o 270o 360o maf 3.2 同步发电机的原始方程 3) 电感系数－定子与转子间互感系数 a α = 0o α = 90o a x d a x d a q q 3.2 同步发电机的原始方程 3) 电感系数－定子与转子间互感系数 a α = 180o α = 270o a x d a x d a q q 3.2 同步发电机的原始方程 3) 电感系数－定子与转子间互感系数 maQ 3.2 同步发电机的原始方程 4) 原始方程的特点 除转子的自感和互感系数外，其他电感系数都随转子角α的而周期变化，是时间的函数； 磁链方程代入电势方程，微分方程； 求解困难—坐标变换(派克变换)。 3.2 同步发电机的原始方程 5) 原始方程的电感系数变化的原因 定子、转子绕组间的相对运动，使它们之间的互感系数发生周期变化； 转子在磁路上只是分别对于d轴和q轴对称而不是随意对称的；定子各绕组电感系数作周期性变化。 3.2 dq0坐标系的同步电机方程 同步电机稳态运行时，电枢磁势幅值不变，转速恒定，对于转子相对静止。 1) 坐标变换和dq0系统—电枢磁势 双反应理论 电枢磁势对转子磁场的作用分解为纵轴分量和横轴分量 3.3 dq0坐标系的同步电机方程 1) 坐标变换和dq0系统—电流通用向量 电流通用向量 电枢磁势矢量 3.3 dq0坐标系的同步电机方程 1) 坐标变换和dq0系统—电流通用向量 3.3 dq0坐标系