同步电机动态运行特性仿真研究
[发布时间]：2015年3月25日
[来源]：机电在线
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【导读】： 电机设计同步电机动态运行特性仿真研究海军航空工程学院李岩苏学军根据同步发电机的电磁关系和同步电机动态运行时的特点，建立电动机动态运行时电磁变化规律的数学模型，并对同步电机动态运行特性进行了仿真研究...
电机设计同步电机动态运行特性仿真研究海军航空工程学院李岩苏学军根据同步发电机的电磁关系和同步电机动态运行时的特点，建立电动机动态运行时电磁变化规律的数学模型，并对同步电机动态运行特性进行了仿真研究。
叙词同步发电机数学模型动态运行仿真作如下假设定子三相绕组对称分布忽略磁滞损耗和涡流损耗不计及铁磁饱和的影响所有绕组电阻均为常数电机运行过程中转速保持不变阻尼绕组用一个横轴阻尼绕组和一个纵轴阻尼绕组代替。
同步发电机的动态运行过程是同步电机常见的故障运行状态，如电枢出线端发生短路，则从短路瞬间开始，电机便处于突然短路的过渡过程中，短路瞬间冲击电流很大(最大瞬时值可达到额定电流的10从而在电机内部产生很大的电磁力及电磁转矩(制动转矩和交变转矩对电机的机械结构造成破坏，而这一过程是由电机本身的参数决定的，因此研究电机的动态运行特性，对优化电机设计具有很重要的意义。
图为凸极同步发电机简化的结构图，具有三相电枢绕组一个励磁绕组个阻尼绕组，和坐标系在图中已标出，电机中电压电流的正方向是定子绕组按发电机惯例，正向电流产生负磁链转子绕组按电动机惯例，正向电流产生正向磁链。
在电机运行过程中，尤其是动态过程中，其内部的磁场分布和感应电势的变化规律相当复杂，图凸极同步发电机的结构原理图凸极同步发电机的数学模型根据同步发电机的结构和内部的电磁关系，以及动态运行时电磁关系，可得同步电机在ab坐标系下的电压方程二J0二其中一三相定子绕组励磁绕组及阻尼绕组的电压少一各绕组中的感应电压电机技术以相为例只一几乍几刊飞么。
时间图励磁绕组电流波形图励磁绕组电流的变化规律结论一艇夏杏暇四遥理牟1之洲〕时间图横轴阻尼绕组电流波形从仿真结果看，电枢绕组电流在三相短路瞬间可达额定电流的16倍，然后逐渐趋向稳态值，励磁电流的初始值为稳定运行时励磁电流接近于电流波形的仿真结果与实验数据相当吻合。
这种建立同步发电机数学模型的方法，逻辑概念清晰，电机参数是非时变的，且都是工程设计中常用的dq参数，不需要进行任何变换，可直接应用中的方法求数值解。
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