雙繞組交直流發(fā)電機過渡過程分析及應用

前言

符號表

第1章　緒論1

1.1　雙繞組發(fā)電機產生背景和意義1

1.2　國內外研究現(xiàn)狀及存在問題3

1.2.1　多相電機及發(fā)電機整流系統(tǒng)研究3

1.2.2　雙繞組發(fā)電機研究7

1.2.3　雙繞組發(fā)電機突然短路研究8

1.3　本書主要內容11

第2章　基本電磁關系和電路模型14

2.1　概述14

2.1.1　結構特點14

2.1.2　基本假設14

2.1.3　正方向選擇15

2.2　基本方程15

2.2.1　簡化假設16

2.2.2　定子方程16

2.2.3　轉子方程20

2.3　耦合關系20

2.4　十二相整流繞組的等效23

2.4.1　基本思想23

2.4.2　等效后的電磁量23

2.4.3　等效后的基本方程23

2.5　等效整流繞組的折算24

2.5.1　折算后的電磁量24

2.5.2　折算后的基本方程25

2.6　等效電路和運算電抗26

2.6.1　磁鏈等效電路26

2.6.2　電壓等效電路28

2.6.3　參數(shù)換算關系29

2.6.4　運算電抗29

2.6.5　超瞬變、瞬變和同步電抗32

2.6.6　時間常數(shù)32

2.7　輸出功率和電磁轉矩33

2.7.1　輸出功率33

2.7.2　電磁轉矩34

2.8　電路仿真模型34

2.8.1　基本方程和等效電路35

2.8.2　電路仿真模型38

2.9　本章小結43

第3章　交直流同時突然短路過渡過程分析46

3.1　引言46

3.2　短路后的基本方程47

3.2.1　穩(wěn)態(tài)空載運行47

3.2.2　突然短路后的基本方程47

3.3　定轉子短路時間常數(shù)48

3.3.1　特征方程48

3.3.2　定子時間常數(shù)50

3.3.3　轉子時間常數(shù)51

3.4　短路電流52

3.4.1　短路電流的運算表達式52

3.4.2　運算式的展開54

3.4.3　短路電流表達式55

3.5　線路電阻對短路電流的影響64

3.5.1　交流側線路電阻的影響64

3.5.2　直流側線路電阻的影響66

3.5.3　線路電阻對交直流同時短路電流影響的仿真研究68

3.6　交直流同時短路電流與交流、直流單獨短路電流的關系70

3.6.1　交流側短路電流關系70

3.6.2　直流側短路電流關系71

3.7　交直流同時突然短路的電磁轉矩73

·Ⅵ· 雙繞組交直流發(fā)電機過渡過程分析及應用

3.7.1　交變轉矩74

3.7.2　平均轉矩75

3.7.3　總電磁轉矩77

3.7.4　最大轉矩估算77

3.8　突然短路工況下的仿真與試驗79

3.8.1　交流三相突然短路的仿真與試驗研究79

3.8.2　直流側突然短路仿真與試驗研究81

3.8.3　交直流同時突然短路仿真與試驗研究83

3.8.4　電磁轉矩的仿真與試驗87

3.9　本章小結90

第4章　交流側帶負載時直流側突然短路過渡過程分析92

4.1　短路前穩(wěn)態(tài)運行92

4.1.1　負載方程92

4.1.2　交流繞組穩(wěn)態(tài)電流92

4.1.3　整流繞組穩(wěn)態(tài)電壓93

4.1.4　矢量圖93

4.2　直流側短路后的基本方程94

4.3　定轉子短路時間常數(shù)95

4.3.1　特征方程95

4.3.2　定子時間常數(shù)97

4.3.3　轉子時間常數(shù)99

4.4　短路電流99

4.4.1　短路電流變化量的運算表達式99

4.4.2　d、q軸短路電流變化量的展開式100

4.4.3　abc坐標系短路電流101

4.4.4　交流側電壓的變化104

4.4.5　整流繞組交流側短路電流近似式106

4.4.6　直流側最大短路電流106

4.5　電磁轉矩107

4.5.1　交變轉矩107

4.5.2　平均轉矩108

4.5.3　總電磁轉矩109

4.6　仿真與試驗驗證110

目　錄·Ⅶ

4.6.1　短路電流110

4.6.2　電磁轉矩111

4.7　交流負載對短路電流的影響113

4.7.1　負載大小對短路電流的影響114

4.7.2　負載功率因數(shù)對短路電流的影響115

4.7.3　與空載短路的比較117

4.8　本章小結118

第5章　直流側帶負載時交流側突然短路的過渡過程分析120

5.1　對稱短路120

5.2　不對稱短路121

5.3　說明122

第6章　短路電流和電磁轉矩綜合分析126

6.1　等互感與不等互感模型對短路電流的影響126

6.1.1　對交流側和直流側電流的影響126

6.1.2　對整流繞組交流側電流的影響129

6.2　典型雙繞組發(fā)電機額定電壓下突然短路沖擊電流比較130

6.3　典型雙繞組發(fā)電機額定電壓下突然短路沖擊轉矩比較133

6.4　本章小結136

附錄139

附錄A　樣機的主要參數(shù)139

附錄B　運算式展開及短路電流計算140

參考文獻148

符　號　表2100433B

《雙繞組交直流發(fā)電機過渡過程分析及應用》結合雙繞組發(fā)電機的特點和工程需要，系統(tǒng)深入地研究并簡化了雙繞組發(fā)電機的數(shù)學模型，得出了適用于解析分析和電路模型仿真的基本方程和等效電路。在此基礎上，用解析、仿真和試驗的方法，系統(tǒng)研究了雙繞組發(fā)電機在交直流側同時突然短路、交流側帶負載時直流側突然短路、直流側帶負載時交流側突然短路等三種工況下的運行特點?！峨p繞組交直流發(fā)電機過渡過程分析及應用》供從事新型發(fā)電機研發(fā)設計的科研人員使用，也可供高等院校電機工程等專業(yè)高年級師生參考。

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