康明斯柴油发电机三相同步电磁转矩的分析方法

  康明斯柴油发电机三相同步电磁转矩的分析方法

  由于双绕组发电机的电磁耦合关系比较复杂，使得交直流同时突然短路后电磁转矩暂态的解析分析比较困难。本文将三相电机突然短路电磁转矩的研究方法引申到3/ 12相双绕组发电机中，推导出了交直流同时突然短路后电磁转矩的简明解析计算公式，并进行了检验，使得电磁转矩的计算过程非常简明。　　

   假设发电机为理想电机，除特别注明者外，各量均用标幺值表示。为分析方便，假定短路前交直流侧均为空载，短路发生在交直流侧出线端，不考虑线路阻抗的影响，并认为短路前后转速和励磁均保持不变< 3>.  1基本思想根据文< 1，2>可得到3/ 12相双绕组发电机电磁转矩的一般计算公式为M e = i qa da - i da qa + i qA dA - i dA qA，（1）其中：da、qa、i da、i qa分别为等效折算后整流绕组的d、q轴磁链和电流< 1>，dA、qA、i dA、i qA分别为交流绕组的d、q轴磁链和电流< 1>. 　

  只要得到了电流和磁链，就可以计算出相应的电磁转矩。3/ 12相双绕组发电机交直流同时突然短路电流和磁链的解析式已分别在文< 3>和文< 1>中求得，再根据式（1）可求得电磁转矩的解析式。从理论上看，突然短路后的电磁转矩已经可以解出了。但由于短路电流解析式（准确表达式）< 3>和磁链的解析式很繁杂，所得电磁转矩解析式非常复杂，而且物理意义不明确，在工程中很难应用。所以，本文提出了一种简明实用、物理意义明确的分析方法。基本思想如下。　　

  建立了普通三相电机与双绕组电机的内在联系：从d、q轴等效电路< 1>（以d轴为例，q轴类似，双绕组发电机相当于具有两条净漏阻抗并联支路的普通三相发电机（等效三相电机）。这样，三相同步发电机电磁转矩的分析方法便可以引申到双绕组发电机中来。
  三相同步发电机突然短路电磁转矩的分析方法：三相电机突然短路后的电磁转矩分为交变转矩和平均转矩，计算交变转矩时，可以忽略定转子回路的电阻（只考虑衰减）；平均电磁转矩等于定转子回路中交变电流引起的电阻损耗之和。同三相电机的分析方法一样，交直流同时突然短路电磁转矩也分为交变转矩和平均转矩，两者之和即为总的电磁转矩。借鉴三相电机突然短路电磁转矩的计算方法，通过适当的近似，就可导出3/ 12相双绕组发电机交直流同时突然短路电磁转矩的简明解析式。
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