Уравнения синхронного генератора.

(Моделирование явнополюсного синхронного генератора)

Уравнения синхронного генератора в осях d, q, работающего через активно-индуктивное сопротивление на шины неизменного напряжения, записываются в следующем виде:

(1)

где ; ; ; ; .

Здесь представлены следующие параметры:

индуктивность рассеяния статора; индуктивность рассеяния обмотки возбуждения; индуктивность рассеяния продольного демпферного контура; индуктивность рассеяния поперечного демпферного контура; индуктивность якоря по продольной оси; индуктивность реакции якоря по поперечной оси; активное сопротивление фазы статора; активное сопротивление обмотки возбуждения; активные сопротивления продольного и поперечного демпферных контуров соответственно; угол нагрузки; угол поворота ротора; число пар полюсов; момент инерции вращающихся масс, приведенных к ротору.

В таблице даны паспортные данные на синхронные явнополюсные генераторы. Активные и индуктивные сопротивления приведены в относительных

единицах.

№	S, ВА	Uл, В	N	J
				0.092	0.899	0.447	0.036	0.09	0.082	0.061	0.058	0.081	0.159	0.241
				0.128	0.867	0.43	0.035	0.086	0.065	0.04	0.053	0.077	0.098	0.155
				0.398	1.095	0.505	0.04	0.079	0.048	0.027	0.055	0.032	0.075	0.073
				0.713	1.099	0.505	0.03	0.109	0.029	0.019	0.359	0.05	0.27	0.062
				3.553	1.419	1.219	0.045	0.16	0.026	0.0076	0.99	0.152	0.292	0.066

Для перехода к именованным единицам необходимо найти базовое сопротивление , и далее значения параметров по формулам ; . Используя индуктивные сопротивления, находят значения индуктивностей , где - круговая скорость вращения поля статора синхронной машины .

Если учитываются параметры линии, то в уравнениях (1) вместо , и записываются соответственно следующие параметры

; ; , (2)

где параметры линии.

В лабораторной работе необходимо с использованием пакета Power System Blockset среды моделирования MATLAB Simulink построить математическую модель электрической системы: синхронный генератор без АРВ, работающий на переменную RLC нагрузку. Выполнение задания состоит из следующих этапов.

1. Рассчитать параметры синхронного генератора в именованных единицах;

2. Занести все необходимые данные в блок модели синхронной машины;

3. Подключить трёхфазную нагрузку к статору генератора, равную приблизительно половине мощности, сообщаемой валу генератора со стороны первичного двигателя (турбина электростанции);

4. Подключить измерительные приборы;

5. Подать постоянное напряжение (10-50 В) на обмотку возбуждения генератора и значение движущей мощности со стороны турбины на соответствующий вход модели генератора;

6. Осуществить расчёт модели;

7. Через управляемые ключи подсоединить параллельно существующей нагрузки приблизительно такую же величину нагрузочной мощности.

8. Осуществить расчёт модели при подключении, а затем, через некоторое время, отключении дополнительной мощности от статора генератора;

9. Проанализировать полученные в обоих случаях осциллограммы: выяснить, как при изменении электрической нагрузки генератора при отсутствии АРВ меняется величина напряжения статора, фазные статорные токи, как изменяется скорость вращения вала генератора и соответственно частота статорных тока и напряжения.

10. Отчет по лабораторной работе должен содержать: тему и цель работы, все расчётные формулы и результаты расчёта параметров системы, осциллограммы переходных процессов и выводы по ним.

Ниже показана таблица соответствия обозначений параметров синхронной машины использующихся в данном изложении, и обозначений параметров, которые приведены для блока математической модели Synchronous Machine SI Fundamental пакета программ SimPowerSystems.

Литература

1. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в электрических системах. - М.: Высшая школа, 1970. - 472с.

Стр. 44-56, 393-427.