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11_同步电机的标幺值系统

2012-08-28 24页 pdf 86KB 97阅读

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11_同步电机的标幺值系统 §2-3 同步电机的标幺值系统 ¢定子基值的选取: l 频率的基值: (额定频率) l 定子电流、电压基值: — —额定值(幅值) 相电流 相电压 — —其余量的基值按上述基值自动设定 (要使标么值表达的基本方程式与实在值形式 一致) = 实在值标么值 基值 2m NI Id = 2 (Y) 3 N m U U d = 0f fd = §2-3 同步电机的标幺值系统 ¢转子基值: — —不同的标么值系统 l 励磁绕组的电流基值 电压基值 l 纵轴阻尼绕组的电流基值 电压基值 l ...
11_同步电机的标幺值系统
§2-3 同步电机的标幺值系统 ¢定子基值的选取: l 频率的基值: (额定频率) l 定子电流、电压基值: — —额定值(幅值) 相电流 相电压 — —其余量的基值按上述基值自动设定 (要使标么值表达的基本方程式与实在值形式 一致) = 实在值标么值 基值 2m NI Id = 2 (Y) 3 N m U U d = 0f fd = §2-3 同步电机的标幺值系统 ¢转子基值: — —不同的标么值系统 l 励磁绕组的电流基值 电压基值 l 纵轴阻尼绕组的电流基值 电压基值 l 横轴阻尼绕组的电流基值 电压基值 选择原则:使磁链方程和电压方程简单 fdI d fdU d 1dI d 1dU d 1qI d 1qU d §2-3 同步电机的标幺值系统 ¢其它量的基值选取: l 角频率基值: 同步速: l 时间基值: — —转子为同步速时,转过1rad(电角度)所需的时间 l 磁链基值=电压基值´时间基值 •定子每相磁链的基值: •转子磁链的基值: 1 td dw = t tw w= (相绕组磁链 额定值的幅值) mU td d dY = m= Y ffd dU tdd dY = 11d dU tdd dY = 11q qU tdd dY = 02 2f fd dw p p= = 1w = 其它量的基值选取 l 功率基值: •三相电机: l 转矩基值: P:极对数 (额定视在功率) — —瞬时功率: ( )2 3 a a b b c c p u i u i u i= × + × + × 3 3 2 2 m m n n U I P U I d dd = = NS= 3 2 m m U Id d= P T P d d dw = e e P T P P d dw = 0 1 1e ee TTT P T P w w d dw = = × = × = 其它量的基值选取 l 阻抗基值=电压基值 /电流基值 •定子每相阻抗基值: l 电感基值=阻抗基值 /角频率基值 •定子每相电感基值: — —磁链基值=电感基值 ´电流基值 m m U Z I d d d = Z L dd dw = mL Id d dy = §2-3 同步电机的标幺值系统 ¢定子绕组与转子绕组对应基值的比值: m ifd fd I k I d d @ mufd fd fd U k U d d d d y y =@ 1 1 m i d d I k I d d @ 1 1 1 m u d d d U k U d d d d y y =@ 1 1 m i q q I k I d d @ 1 1 1 m u q q q U k U d d d d y y =@ §2-3 同步电机的标幺值系统 ¢同步电机的磁链方程: 0 1 0 1d d d afd fd a d dL i M i M iy = - + + 0 1 1 3 2fd afd d ffd fd f d d M i L i M iy = - + + 1 1 0 1 11 1 3 2d a d d fd fd d d M i M i L iy = - + + dy两边同除 fddy两边同除 1ddy两边同除 1 0 1q q q a q qL i M iy = - + 1 1 0 11 1 3 2q a q q q q M i L iy = - + dy两边同除 1ddy两边同除 §2-3 同步电机的标幺值系统 ¢定子d轴磁链方程: 0 1 0 1 1 1 afd fdd d a d d m ifd fd i d d M iL i M i L I L k I L k Id d d d d d = - × + × + ×右边 mL Id d dy = m ifd fd I k I d d = 1 1 m i d d I k I d d = 1 1d d d afd fd a d dL i M i M iy = - × + × + × d d L L Ld = 1 01 1 1a d a d i d M M L kd =0 1afd afd ifd M M L kd = §2-3 同步电机的标幺值系统 ¢励磁绕组磁链方程: 0 1 1 1 1 3 2 afd ffd fd f dd d m ifd fd i d d ufd ufd ufd M L i Mi i L L LI k I k I k k k d d dd d d = - × + × + ×右边 fd m ufd ufd L I k k d d d d y y = = m ifd fd I k I d d = 1 1 m i d d I k I d d = 1 1fd fad d ffd fd f d dM i L i M iy = - × + × + × 0 3 2 afd fad ufd M M k Ld = 11 1 f d ufd f d i d M k M L kd =ffd ufdffd ifd L k L L kd = §2-3 同步电机的标幺值系统 ¢纵轴阻尼绕组磁链方程: 1 0 1 11 1 1 1 1 1 1 3 2 a d fd fdd d d m ifd fd i d d u d u d u d M M ii L i L L LI k I k I k k k d d dd d d = - × + × + ×右边 1 1 1 d m u d u d L I k k d d d d y y = = m ifd fd I k I d d = 1 1 m i d d I k I d d = 1 1 1 11 1d ad d fd fd d dM i M i L iy = - × + × + × 1 0 1 1 3 2 a d ad u d M M k Ld = 11 111 1 d u d d i d L k L L kd =1 11 fd u d fd ifd M k M L kd = §2-3 同步电机的标幺值系统 ¢定子q轴磁链方程: 1 0 1 1 1 q q a q q m i q q L i M i L I L k Id d d d = - × + ×右边 mL Id d dy = 1 1 m i q q I k I d d = 1 1q q q a q qL i M iy = - × + × q q L L Ld = 1 01 1 1a q a q i q M M L kd = §2-3 同步电机的标幺值系统 ¢横轴阻尼绕组磁链方程: 1 0 11 1 1 1 1 1 3 2 a q q q q m i q q u q u q M i L i L LI k I k k d dd d = - × + ×右边 1 1 1 q m u q u q L I k k d d d d y y = = 1 1 m i q q I k I d d = 1 1 11 1q aq q q qM i L iy = - × + × 1 0 1 1 3 2 a q aq u q M M k Ld = 11 111 1 q u q q i q L k L L kd = 转子基值的选择原则1 — —为使互感系数的标么值可逆 1 0 1 1 3 2 a d ad u d M M k Ld = 0 1afd afd ifd M M L kd = 0 3 2 afd fad ufd M M k Ld = 2 3ufd ifd k kÞ = 1 0 1 1 1a d a d i d M M L kd = 1 1 2 3u d i d k kÞ = 1 1 1 fd u d fd ifd M k M L kd =11 1 f d ufd f d i d M k M L kd = 1 1ufd ifd u d i dk k k kÞ = 1 1 2 3u q i q k kÞ =1 0 1 1 1a q a q i q M M L kd = 1 0 1 1 3 2 a q aq u q M M k Ld = 3 2 m m fd fd U I U Id d d dÞ = 1 1 3 2 m m d d U I U Id d d dÞ = 1 1 3 2 m m q q U I U Id d d dÞ = 1 1fd fd d dU I U Id d d dÞ = 同步电机转子基值的选取 l 先自由选取kifd,ki1d 及 ki1q — —由转子电流基值的不同选取方式,得 到不同的标么值系统 l 由选定的kifd,ki1d 及 ki1q,得到kufd,ku1d 及 ku1q — — 保证标幺值形式的互感系数也可逆 1 1 2 3u q i q k k =2 3ufd ifd k k = 1 1 2 3u d i d k k = 互感系数可逆的xad 标幺值系统 ¢励磁绕组的电流基值: 转子以同步速旋转时,基值的励磁电流在定子 中感应出幅值为xadImd(实在值)的空载电压 ( )cos 0a da ap ri pu g= Y - = Y - 0d afd fdM iy = 0qy = 0 0y = 空载稳态: 0 0i =0di = 0qi = 1 0di = 1 0qi = (恒值) 0 sinafd fdM iw g= - 0w w= , fd fdi I d= 时: 0afd fd ad mM i L Id dw w= × 0afd fd ad mM i L Id d= 互感系数可逆的xad 标幺值系统 ¢励磁绕组的电流基值: l各互感系数的标么值: 0afdm ifd fd ad MI k I L d d = = ad ad L L Ld = 0 1afdafd ifd M M L kd = ad afdL M= 互感系数可逆的xad 标幺值系统 ¢阻尼绕组的电流基值: 规定: 1 0 1 1 m a d i d d ad I M k I L d d = = 1 0 1 1 1a d a d i d M M L kd = 1ad a dL M= 1 0 1 1 a qm i q q aq MI k I L d d = = 1 0 1 1 1a q a q i q M M L kd = 1aq a qL M= 1 0 1a d d ad mM i L Id d=即 1 0 1a q q aq mM i L Id d= 互感系数可逆的xad 标幺值系统 ¢转子各绕组的电压、磁链基值: 1 1 2 3 u d i d k k = 1 1 2 3 u q i q k k = 2 3 ufd ifd k k = 3 2 m fd m fd I U U I d d d d æ ö = ç ÷ç ÷ è ø 1 1 3 2 m d m d I U U I d d d d æ ö = ç ÷ è ø 1 1 3 2 m q m q I U U I d d d d æ ö = ç ÷ç ÷ è ø 互感系数可逆的xad 标幺值系统 ¢转子各绕组的阻抗基值: fd fd fd U Z I d d d = 2 3 2 m m fdm I I U I d dd d æ ö = ç ÷ç ÷ è ø 2 3 2 m fd I Z I d d d æ ö = ç ÷ç ÷ è ø 23 2 ifd kZd= 1 1 1 d d d U Z I d d d = 21 3 2 i d kZd= 1 1 1 q q q U Z I d d d = 21 3 2 i q kZd= 互感系数可逆的xad 标幺值系统 ¢优点:有些实在值不等的互感系数,在标么 值形式下变为相等。 l d轴上所有绕组的气隙电感系数都相等 l q轴上所有绕组的气隙电感系数都相等 1 1a d adM M= = afd fadM M= = adL 1 1a q aqM M= = aqL adx= aqx= 1 1f d fdM Md d= = 互感系数可逆的xad 标幺值系统 1 1 1 1 f d ufd f d fd i d M k M M L k d d d d = = 1 0 1 1 m a d i d d ad I M k I L d d = = 0afdmifd fd ad MI k I L d d = = 1 1 2 3f d ifd i d M L k k d d = 10 1 0 2 3 a adf dd d a afdM LM L MLd d= 2 11 1 1 2 1 1121 2 1 3 4 22 2 23 sin w d s d fd d w s fd fd d d fd lP wk a P w w w l l k a a L w a d t l p t t l b p l p p æ ö ç ÷ è ø= × 1 1 1 112 8 sin 2 2 d w d d d s a l wk a P L w t b p l p æ ö ç ÷ è ø × adL Ld = adL= adx= 互感系数可逆的xad 标幺值系统 ¢同步电机的磁链方程(标么值形式): 1 1 1 11 1 d d ad ad d fd ad ffd f d fd d ad fd d d x x x i x X X i x X X i y y y é ù é ù- é ù ê ú ê ú ê ú= -ê ú ê ú ê ú ê ú ê ú- ê úë ûë ûë û 1 11 1 q q aq q q aq q q x x i x X i y y -é ù é ù é ù =ê ú ê ú ê ú-ë û ë ûë û 0 0 0x iy = - × 互感系数可逆的xad 标幺值系统 ¢同步电机的电压方程(标么值与实在值的 形式一致): fd fd fd fdu p R i= Y + × 1 1 10 d d dp R i= Y + × 1 1 10 q q qp R i= Y + × a a a d u r i d t Y = - × b b b d u r i d t Y = - × c c c d u r i d t Y = - × 互感系数可逆的xad 标幺值系统 ¢同步电机的磁链方程(标么值与实在值的 形式一致): fd fd fd fdu p R i= Y + × 1 1 10 d d dp R i= Y + × 1 1 10 q q qp R i= Y + × d d q du p r iy y w= - × - × q q d qu p r iy y w= + × - × 0 0 0u p r iy= - ×
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