三相同步发电机的空载短路的simulink仿真

在忽略绕组电阻时，整个电枢回路是一个纯感性回路，，Ik 将滞后于E0 90°电角度，全部作用于直轴，交轴分量Iq =0，其电枢反应表现为纯去磁作用。去磁作用减少了电机中的磁通，磁路处于不饱和状态，励磁电势的有效值E0 和励磁电流If 之间在数量上呈线性关系，由于短路电流Ik=-jEo/Xs ，所以短路电流的有效值Ik 和励磁电流在数量也呈线性关系，短路特性就是一条通过原点的直线。可见，稳态短路时，

而为若

9352人浏览 · 2022-07-03 21:12:27

而为若 · 2022-07-03 21:12:27 发布

一、设计题目

1.1、设计题目

三相同步发电机的空载短路的simulink仿真

一、设计题目

1.1、设计题目

三相同步发电机的空载短路的simulink仿真

1.2、设计内容仿真参数

一台有阻尼绕组同步发电机，其参数为：PN =200MW,UN =13.8KV,fN =5000Hz,xd =1.0,xq =0.6,x'd =0.30, ,x''d =0.21,x''q =0.31,r=0.005, xσf =0.18,xaD =0.1, xσQ =0.25, T'd0 =5s, TD =2s, T''q0 =1.4s。

1.3、设计要求

得出三相同步发电机的空载短路的simulink仿真

二、原理分析

2.1、空载特性

当转速n=常数，电枢电流为0时，励磁电势随励磁电流变化的关系Eo=f(If) 称为同步发电机的空载特性。励磁电势的大小（有效值）与转子每极磁通Φf 成正比，而励磁电流If 的大小又随作用于同步电机磁路上的励磁磁势Ff正比例变化，所以Eo=f（If）与电机磁路的磁化曲线Φf=f(If) 具有类似的变化规律。如下图所示。由图可见，当励磁电流较小时，由于磁通较小，电机磁路没有饱和，空载特性呈直线（将其延长后的射线称为气隙线）。随着励磁电流的增大，磁路逐渐饱和，磁化曲线开始进入饱和段。为了合理地利用材料，空载额定电压一般设计在空载特性的弯曲处，同步发电机的空载特性如所示中的c点。

图1 同步发电机的空载特性

同步电机的空载特性也常用标幺值表示，以额定电压作为空载电势的基值，以E0 =UN 时。励磁电流IfN（称为额定励磁电流）作为励磁电流的基值。用标幺值表示的空载特性具有典型性，

不论电机容量的大小，电压的高低，其空载特性彼此非常接近。

2.1 、短路特性

同步发电机运行于同步转速时，将电枢绕组三相的端点持续稳态短路，然后加上励磁电流，称为短路运行。这时端电压U=0，如果改变励磁电流If ,励磁电势E0 和电枢短路电流的有效值Ik 也会随之改变。短路特性就是指Ik 随If 变化的关系曲线Ik=f(If) 。

短路运行时，Ik 和励磁电势E0 之间的相位差ψ仅受同步电抗和绕组本身电阻的制约。在忽略绕组电阻时，整个电枢回路是一个纯感性回路，，Ik 将滞后于E0 90°电角度，全部作用于直轴，交轴分量Iq =0，其电枢反应表现为纯去磁作用。去磁作用减少了电机中的磁通，磁路处于不饱和状态，励磁电势的有效值E0 和励磁电流If 之间在数量上呈线性关系，由于短路电流Ik=-jEo/Xs ，所以短路电流的有效值Ik 和励磁电流在数量也呈线性关系，短路特性就是一条通过原点的直线。可见，稳态短路时，电机中的电枢反应为纯去磁作用，电机的磁通和感应电势较小，短路电流也不会过大，所以三相稳态短路运行没有危险。

以下给出了隐极同步发电机稳态短路运行的等效电路和相量图。对凸极式电机来说，短路时交轴电枢磁势Faq =0，故分析方法同隐极电机，只需将Xs 用Xd 代替，将Ia 用Id 来替代即可。