清华大学电力系统_同步发电机的数学模型21(工程师伦理)

长江三峡水电枢纽
同步汽轮发电机的转子同步水轮发电机的转子气隙
定子
同步发电机的FLASH.SWF
11
定子上3个等效绕组
a 相绕组
b 相绕组
c 相绕组
转子上3个等效绕组
同步发电机简化为：定子3个绕组、转子3个绕组、气隙、定子铁心、转子铁心组成的6绕组电磁系统励磁绕组
d 轴等效的阻尼绕组轴等效的阻尼绕组Q
15d 轴
q 轴120度
120度
120度
定子、转子铁心同轴（忽略定、转θ
sin )M F =磁动势零点
θ
的，无饱和，无磁滞和涡流损耗，
19
磁链与电流、电压的参考正方向
1、设转子逆时针旋转为旋转正方向；
3、定子三相绕组端电压的极性与相电流正方向按发电机惯例来定义，即
正值电流i a 从端电压u a 的正极流出发电机，b 、c 相类似。

定子绕组的正电流产生负的磁链！！
2、定子三相绕组磁链ψa ，ψb ，ψc 的正方向与a 、b 、c 三轴正方向一致;
+
-21
5、d轴上的励磁绕组f、阻磁链正方向与d轴磁链正方向与q轴的正方向一致；正电流由端电压，因此绕组电阻：
a 相绕组
b 相绕组
c 相绕组
＋
26
励磁绕组d 轴阻尼绕组
轴阻尼绕组
绕组、
28
绕组的磁链方程－6个
定子绕组的磁链a 相绕组的磁链＝
a 相绕组电流产生的自磁链＋
b 相绕组电流产生的互磁链＋
c 相绕组电流产生的互磁链＋励磁绕组电流产生的互磁链＋D 绕组电流产生的互磁链
＋
Q 绕组电流产生的互磁链
31
转子绕组的磁链励磁绕组的磁链＝
a 相绕组电流产生的互磁链＋
b 相绕组电流产生的互磁链＋
c 相绕组电流产生的互磁链＋励磁绕组电流产生的自磁链＋D 绕组电流产生的互磁链＋
Q 绕组电流产生的互磁链
36
a 相绕组磁路磁阻（磁导）的变化与转子d 轴与a 相绕组轴线的夹角θa (=ωt )有关
磁路的磁导λaa ,自感L aa 为θa 的周
期函数，周期为π。

θa
θa ＝±π/2
磁路磁导最小，自感最小
a θa ＝0，π磁路磁导最大，自感最大
a
磁导变化的规律
直流分量
2 θa 周期函数
-π-π/2 0 π/2 π即a 绕组的自感为
a
t s aa L L L θ2cos +=期为π。

θa ＝π小，互感绝对值θa ＝5大，互感绝对值a 、b 相差120)
30(2cos 0
,,,, +−−=−=
=i i i i i a
b
ba L M i L Q D f c b θψ
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d 轴正方向与a 轴正方向相反时，互感为负最大
d 轴
a 轴
d 轴正方向与a 轴正方向重合时，互感为正最大；
d 轴a 轴
d 轴与a 轴垂直时，互感为0
a 轴
同步发电机的转子运动方程
M m
M e
M D
ω/p p （p p 极对数）
输入的机械转矩、输出的电为等效半径
2
21mD
mR ＝。