考慮磁飽和效應(yīng)的同步電機(jī)建模與參數(shù)辨識(shí).pdf

1、電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性提出了更高要求，同步發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中的重要部件，其運(yùn)行行為影響到電力系統(tǒng)的各個(gè)方面，所以其模型及參數(shù)一直是電力系統(tǒng)建模研究的重要內(nèi)容。精確而合理的同步發(fā)電機(jī)模型和參數(shù)，對(duì)準(zhǔn)確分析和計(jì)算電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為具有重要的意義。掌握準(zhǔn)確的發(fā)電機(jī)參數(shù)，無論對(duì)電力系統(tǒng)分析計(jì)算，還是對(duì)發(fā)電廠進(jìn)行現(xiàn)代化改造都具有重要的意義。針對(duì)同步發(fā)電機(jī)，人們建立了多種詳細(xì)程度的模型，不同的模型對(duì)應(yīng)著不一樣類型的參數(shù)，各參數(shù)是否獨(dú)立，參

2、數(shù)和模型是否對(duì)應(yīng)，關(guān)系到同步發(fā)電機(jī)參數(shù)的辨識(shí)性問題，是辨識(shí)同步發(fā)電機(jī)參數(shù)的理論基礎(chǔ)之一。同步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)既是實(shí)際應(yīng)用課題又是基礎(chǔ)理論課題。由于同步電機(jī)中存在飽和、渦流等一系列較為復(fù)雜的物理現(xiàn)象，使其中部分參數(shù)隨著運(yùn)行工況變化而呈現(xiàn)非線性，因此是難度比較大的課題。
　　針對(duì)同步電機(jī)的動(dòng)態(tài)分析問題，研究了三階機(jī)電暫態(tài)穩(wěn)定模型、五階綜合穩(wěn)定模型、六階實(shí)用模型等同步電機(jī)實(shí)用模型，并從靜態(tài)場、渦流場及運(yùn)動(dòng)場三方面分析了同步電機(jī)內(nèi)的電磁場。<

3、br>　　說明了數(shù)學(xué)建模的意義，闡述了基于三相坐標(biāo)系下的同步電機(jī)飽和模型建模原理，介紹了基于非線性電感的同步電機(jī)建模方法，提出了可以使用非線性電抗來描繪電機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的磁飽和效應(yīng)。同時(shí)，展示了兩類較為特殊的飽和模型建立方法，即用FLUX2D軟件及有限元法模擬進(jìn)行電機(jī)建模，和用同步電機(jī)等效電路圖反映同步電機(jī)的磁飽和效應(yīng)。
　　通過改進(jìn)的同步電機(jī)靜止頻率響應(yīng)試驗(yàn)，應(yīng)用最小二乘法分析試驗(yàn)曲線獲得不同頻率下各測(cè)試參數(shù)的增益和相位，以此

4、替換d、q軸電磁參數(shù)特性傳遞函數(shù)方程中的相關(guān)部分，簡化電機(jī)數(shù)學(xué)模型及其狀態(tài)空間方程?；趧?lì)磁和定子回路開路時(shí)電機(jī)狀態(tài)的分析結(jié)果，改進(jìn)數(shù)據(jù)處理過程，辨識(shí)出完整的同步電機(jī)電磁參數(shù)。
　　為精確描述凸極同步電機(jī)磁路飽和特性，構(gòu)建了非線性狀態(tài)下電機(jī)動(dòng)態(tài)飽和電感模型，研究磁場飽和對(duì)電機(jī)參數(shù)的影響。通過常規(guī)實(shí)驗(yàn)測(cè)得線性狀態(tài)下的電機(jī)參數(shù)，利用構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型和靜態(tài)頻率響應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，辨識(shí)了非線性狀態(tài)下的電機(jī)參數(shù)，MATLAB仿真結(jié)果，驗(yàn)證了所提方法