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同步发电机的数学模型 Mathematic Model of Synchronous Machine 第14讲 问题 1、同步发电机的重要性如何？ 2、同步发电机有几个部分组成？ 3、如何对同步发电机进行简化与等值？ 4、什么是“理想电机”？ 5、同步发电机由多少个绕组组成，有多少 未知数？如何建立绕组电压方程和磁链 方程？ 6、同步机各绕组的自感、互感有什么特点？ 1、同步发电机的重要性 •同步发电机的应用前景 －我国电能90％以上来自同步发电机； －新能源发电与同步发电机的未来； －在今后50年，主要的电能仍将来源于 同步发电机。 •同步发电机的分析是电力系统分析 的基础 我国电力工业和电力科学将持续发展： –2004年发电量(1.4万亿kWh）和装机 （3.5亿kW） 都占世界第二； –人均占有仅3./13=0.27kW，世界70-80位，属电 力穷国 （2002年）； –20年奔小康，小康：人均1kW 电力总装机达13亿kW；49年全国装机180万kW；今 后每年平均投运2～2.5千万kW？； 同步发电机仍将是电能的主要生产者！ 新能源发电及新发电技术 核能：今后10年，核能发电逐步占20％－同步发电机 风力发电：异步发电机、交流励磁发电机等－大力发展 （小） 太阳能发电：太阳能电池，变流器直流变交流 （小） 燃料电池发电：变流器直流变交流 （小） 燃汽轮机发电：分布式发电，发电机转速上万转 （小） 在今后50年，主要的电能仍将来源于 同步发电机；如三峡水电站寿命至少50年以上。 新疆达坂12.75MW风力田－风力发电厂 火电单机200-600-1000MW ！ 西藏改则县25kW太阳能电站 国家大能源规划：西北沙漠全部用太阳能 电池板覆盖，电力远距离送东南！ 浙江江夏3.2MW潮汐电厂 长江三峡水电枢纽 总装机容量？ 同步发电机是电力系统分析的基础 －内功 • 电力系统最复杂的元件之一； • 电磁暂态过程左右了电力系统的电磁暂 态过程； • 同步发电机建模方法非常重要 连续系统建模－同步发电机建模是经典 电机学里采用什么建模？ 电力电子开关系统建模－开关函数建模 • 电机工程的大师都必须在电机理论方面 有很深的造诣。 电机工程的大师都在电机理论方 面有极深的造诣 •顾毓琇提出过前进后退分量法 （文理大 师） •章名涛说过 “电机是人类智慧的精华”， 国际上率先采用拉普拉斯变换求解电机的 短路电流 •高景德电机过渡过程理论的大专家 •••• 2、同步发电机的结构与等值 • 同步发电机的结构 • 同步发电机的简化等值 山西神头2号发电厂－2 ×50万千瓦 汽轮机及同步发电机外观 同步发电机的定子及绕组 同步水轮发电机的转子 同步汽轮发电机的转子 同步发电机的简化等值图 定子 气隙 转子 同步发电机的FLASH.SWF 定子上3个等效绕组 b相绕组 a相绕组 c相绕组 转子上3个等效绕组 Q轴等效的阻尼绕组