同步发电机模型整理.pdf

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1、.同步电机定转子侧变量对应关系及名称ufufEf励磁电动势Ef=XadrfifEq空载电动势（Xd后面的电动势）Eq=XadifXadψE瞬变电动势（X后面的电动势）EψfqdqfXfXadψDEqq轴超瞬变电动势（Xd后面的电动势）Eq2(XD1ψfXf1ψD)XfXDXadXaqψQEdd轴超瞬变电动势（Xq后面的电动势）EdψQXQiqEdXaqigXaqiqEdψgXg同步发电机16各变量：13个电磁变量：定子侧6个（udq、idq、ψdq）；转子侧7个（uf、ifDQ、ψfDQ）3个机电变量：（Tm、ωr、δ）同步发电机10个基本方程（udqfDQ、ψdqfDQ）：udri

2、dpψdωrψquqriqpψqωrψdufrfifpψf0ripψDDD0rQiQpψQψxixixidddadfadDψxixiqqqaqQψfxadidxfifxadiDψDxadidxadifxDiDψxixiQaqqQQ三阶实用模型：这种模型的导出基于如下假定：忽略定子绕组暂态和阻尼绕组作用，计及励磁绕组暂态和转子动态（1）忽略定子d、q轴暂态，即定子电压方程中pψd、pψq均为0；（2）在定子电压方程中，ωr1(p.u.)，在速度变化不大的过渡过程中，误差很小；..（3）忽略D、Q绕组，其作用可在转子运动方程中补入阻尼项近似考虑。导出思路：（1）派克方程中忽略D、Q绕组，

3、方程数变为6个，变量数变为12个（udqf、idqf、ψdqf、Tm、ωr、δ），假设uf和Tm为已知量（励磁绕组和原动机输入），变量减为10个，方程数为6（udqf、ψdqf）+2（ωr、δ）+2（dq轴网络方程）=10个，可以求解。（2）推导三阶模型时要对变量作如下改进：保留定子变量udq、idq，转子变量uf、if、ψf用Ef、Eq、Eq代替，然后用3个磁链方程消去ψd、ψq、Eq，最终保留udq、idq、Eq、ωr、δ（7未知）和Ef、Tm（2已知）共9个变量，方程为3个电压方程、2个转子运动方程和2个dq轴网络方程。三阶模型状态量：（Eq、ωr、δ）：udxqiqriduq

4、EqxdidriqdEqTd0EfEq(xdxd)iddtdωTJD(ω1)TmTeTmEqiq(xdxq)idiqdtdδω1dt若计及反映q轴瞬变过程中的g绕组的四阶模型状态量（Ed、Eq、ωr、δ）：udxqiqriduqEqxdidriqdEqTd0EfEq(xdxd)iddtdEdTq0Ed(xqxq)iqdtdωTJD(ω1)TmTeTmEqiq(xdxq)idiqdtdδω1dt五阶模型：导出思路：..方程数为10个，7个状态量（d、q、f、D、Q、ωr、δ），忽略定子暂态，pψd、pψq均为0，降为5阶，变量数变为16个（udqf、idqfDQ、ψdqfDQ、Tm、ω

5、r、δ），假设uf和Tm为已知量（励磁绕组和原动机输入），变量减为14个，通过方程数为10（udqfDQ、ψdqfDQ）+2（ωr、δ）+2（dq轴网络方程）=14个，可以求解。求解时将udq、idq保留，uf用Ef替代，用5个磁链方程消去3个转子电流if（Eq）、iD、iQ和2个定子磁链ψd、ψq，ψf、ψD、ψQ用Eq、Eq、Ed代替。方程数为5（udqfDQ）+2（ωr、δ）+2（dq轴网络方程）=9个，变量为11个（9个未知udq、idq、Eq、Eq、Ed、ω、δ），可以求解。r方程为：udEdxqiqriduqEqxdidriqdEqxdx1xdxd(xdxd)(xdx1)

6、Td0EfEqEqiddtxdx1xdx1xdx1dExxdEqd1qTd0Td0EqEq(xdxd)iddtxdx1dtdEdTνq0Ed(xqxq)iqdtdωTJD(ω1)TmTeTmEqiqEdid(xdxq)idiqdtdδω1dt二阶模型：经典二阶模型状态量（ωr、δ）：对四阶模型，令pEqpEd0，即只计及转子动态，模型中xdxq，即仍计及暂态凸极效应。..udEdxqiqriduqEqxdidriqdωrTJD(ω1)TmTeTmEqiqEdid(xdxq)idiqdtdδω1dtEq恒定模型对于三阶实用模型，若设pEq0，并计及凸极效应，udxqiqriduExir

7、iqqddqdωTD(ω1)TTTEi(xx)iiJmemqqdqdqdtdδω1dt.