同步电机数学模型(2)

2019-06-11 19:25

同理,定子绕组与阻尼绕组也满足这样的约束条件。 则可以推得:

?L???afB??L?faB??定子绕组与阻尼绕组类似。

(2)保留传统的标幺电机参数的约束

3LafB22LaBLDB3

?BLdfifB?XadiaB(从定义推得的)

阻尼绕组满足类似的约束条件。

2.4dq0坐标下的标幺值方程

电压方程

与有名值电压方程相同 磁链方程

电感矩阵变为对称阵,且矩阵中的值与发电机电抗值相对应。 功率、力矩及转子运动方程

功率方程:Pe?udid?uqiq?2u0i0 力矩方程:Te??diq??qid

以上两方程仅与有名值方程有系数3/2的区别。 转子运动方程

?d?T?Tm?Te??Jdt ?d?????1??dt转子加速度方程在速度变化不大的暂态过程中,可近似认为

Tm?Te?Pm?Pe

同步电机实用模型

重要假设:

(1) 忽略定子绕组暂态,从而令定子电压微分方程中p?d?p?q?0; (2) 定子电压方程中??1;

3.1三阶实用模型(忽略阻尼绕组D、Q)

适用范围:精度要求不十分高,但仍需要计及励磁系统动态的电力系统动态分析中,较适用

于凸极机。

基本过程:为了消去转子励磁绕组变量,引入3个定子侧等效实用变量,然后再利用3个磁链方程消去d轴磁链,q轴磁链和励磁电流,从而在最终同步电机模型中保留

udq,idq,Ef,Eq',?,?,Tm等9个变量,其中Eq',?,?为状态量,电机方程由3个电压方程,

2个转子运动方程组成,当Ef,Tm已知,并和网络d轴,q轴方程联立,从而求解。 三阶模型方程组:

d轴,q轴网络方程。

七个方程即可解出七个未知数。

3.2五阶实用模型

适用范围:对电力系统暂态稳定分析的精度要求较高,可忽略定子电磁暂态,而计及转子阻尼绕组作用的分析计算

基本过程:基本过程与三阶模型推导过程基本类似,但是未知量变多了。因为uD?uQ?0,则所含变量为udqf,idqfDQ,?dqfDQ,Tm,?,?,其中uf用Ef取代,再用5个磁链方程消去3个转子电流ifDQ,?dq,而?f,?D,?Q则用Eq',Eq'',Ed''实用变量取代。 五阶模型方程组:

d轴,q轴网络方程。

总共9个方程中一共有11个未知数,而这11个未知数中有Ef,Tm已知,因而可以求解。

3.3二阶模型

(1)经典二阶模型

对四阶模型,只计及转子动态,即pEq'?pEd'?0,且仍计及暂态凸极效应,即

xd'?xq'。

(2)Eq'恒定模型

对三阶模型,同理可知:pEq'?0,xd'?xq',且假定xq?xq'


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