课件12(两相突然短路)

交流电机及其系统暂态同步电机的突然两相短路定、转子都不对称——无法得到常系数的方程无载时发生机端两相短路的端口条件：bcuuabcaiufdabccibio0bcii0ai0i00i23bii0u23abuuu00uau12bcauuu交流电机及其系统暂态sin()sin()coscos()sinfddqGpuxpxpisin()sincos()cosdqxpxpicos()cos()cossin()sinfddqGpuxpxpicos()sinsin()cosdqxpxpi——不计转子电阻时，xd(p)=xd’’，xq(p)=xq’’，磁链方程比较简单22cos()cossincossinfddqqdGpuxxixxi22sin()cossinsincosfdqddqGpuxxixxi、、0系统的磁链方程和电压方程交流电机及其系统暂态无载时发生两相突然短路基本方程：不妨设t=0时短路求解思路：三要素法（近似方法）应用海氏变换的前提：零起始条件0sin()ifdGpusin()sincos()cosdqxpxpi0cos()ifdGpucos()sinsin()cosdqxpxpiupri0upriiu0t交流电机及其系统暂态稳态值：——即稳态两相短路忽略定子、转子电阻时：t22si3nsin3si55ndqaddqxxuEtbtbtxxx2sin35sin3sin5dqbcddqxxuuEtbtbtxxx23sinsin3sin5bcddqEiiitbtbtxxxqdqdxxbxx01b无载时发生两相突然短路交流电机及其系统暂态产生静止的磁场，相对转子以同步速反转两相突然短路的瞬变电流•定子回路（回路，或者说b、c相）产生非周期电流——闭合回路磁链不能突变定子相电流转子非周期电流基波电流二次谐波电流转子不对称，产生均为同步速的正、反转磁场，正转磁场相对定子以2倍同步速旋转三次谐波电流定子不对称运行，产生均为两倍同步速的正、反转磁场，反转磁场相对转子以3倍同步速旋转交流电机及其系统暂态两相突然短路的瞬变电流•转子回路产生非周期电流——闭合回路磁链不能突变转子定子相电流基波电流产生静止的磁场，相对定子以同步速正转非周期电流转子不对称，产生均为2倍同步速的正、反转磁场，正转磁场相对定子以3倍同步速旋转定子不对称运行，产生均为同步速的正、反转磁场，反转磁场相对转子以2倍同步速旋转三次谐波电流两次谐波电流交流电机及其系统暂态稳态值：——即稳态两相短路转子电流定子相电流基波电流产生静止的磁场，相对定子以同步速正转直流电流转子不对称，产生均为2倍同步速的正、反转磁场，正转磁场相对定子以3倍同步速旋转定子不对称运行，产生均为同步速的正、反转磁场，反转磁场相对转子以2倍同步速旋转三次谐波电流二次谐波电流无载时发生两相突然短路交流电机及其系统暂态稳态值：——即稳态两相短路忽略定子、转子电阻时：0t0为短路时刻转子d轴领先a相轴线的电角度，0022si35nsin3sin5dqaddqxxuEbbxxx2sin35sin3sin5dqbcddqxxuuEbbxxx23sinsin3sin5bcddqEiiibbxxx01bqdqdxxbxx无载时发生两相突然短路交流电机及其系统暂态起始值：——能量不衰减情况下电流的变化情况（把定、转子回路看成超导体闭合回路）0t0为短路时刻转子d轴领先a相轴线的电角度，00110000fddqrRRR，0up回路（无源的超导体闭合回路）的磁链保持不变：0——计及了初始条件无载时发生两相突然短路交流电机及其系统暂态短路前正常空载运行下的0000sincosdq0sinEdadfdxi0qE交流电机及其系统暂态起始值：0t0为短路时刻转子d轴领先a相轴线的电角度，00110000fddqrRRR，——计及了初始条件10fddRdRdxpx10dqRqxpx0sin()ifdGpu22sincosdqxxi0sinE如果励磁调节器不动作，ufd保持不变：()fdGpuE无载时发生两相突然短路交流电机及其系统暂态无载时发生两相突然短路的定子电流起始值0t0为短路时刻转子d轴领先a相轴线的电角度，00220sinsincossindqExxiE2sin()()cos2dqdqEixxxx02sin()()cos2dqdqExxxx傅立叶极数展开：()()ff奇函数，135sinsin3sin5aaa()()ff偶函数，0246coscos4cos6aaaa计算出各系数a0,a1,a2等（查表）：交流电机及其系统暂态0t0为短路时刻转子d轴领先a相轴线的电角度，0022sinsin3sin5dqdEbbxxix32bciii2302sin1cos2cos4cos62dqEbbbxx01b23sinsin3sin5ddqEbbxxx2303sin1cos2cos4cos62dqEbbbxx23sinsin3sin5dqdEbbxxx0qdqdxxbxx无载时发生两相突然短路的定子电流起始值交流电机及其系统暂态定子电流非周分量起始值的大小与短路时刻有关如果0=0：只有定子电流的奇次谐波和转子电流的非周分量、偶次谐波如果0=90：定子电流非周分量和偶次谐波具有最大的幅值交流电机及其系统暂态coscossindqExixaubcuu1122bcauuuu00u00i0bcuuu22sin3sin35sin5dqdqdxxEbbxxx204sincos22cos43cos6bEbbup22sinsin3sin5coscossinddqdqEbbxExxxx2302sin1cos2cos4cos62dqEbbbxx无载时发生两相突然短路的定子电流起始值交流电机及其系统暂态如果xd=xq：b=0短路后a相开路电压起始值与短路前的正常空载工况相等——突然短路后a相开路电压的变化是由转子的不对称所引起0sinaauEu无载时发生两相突然短路的定子电压起始值交流电机及其系统暂态如果xd=xq：b=0定子相电流转子电流非周期电流产生静止的磁场，相对转子以同步速反转基波电流基波电流产生静止的磁场，相对定子以同步速正转非周期电流定子不对称运行，产生均为同步速的正、反转磁场，反转磁场相对转子以2倍同步速旋转二次谐波电流——a相（相）感应电动势仍为短路前的无载电势无载时发生两相突然短路的定子电压起始值交流电机及其系统暂态当0=90时：0最大（=E），短路后a相开路电压的偶次谐波幅值最大，ua可能具有最大的幅值：32t时：22135dqdqdaxxEbxxubx24123bEbb21qdxEx无载时发生两相突然短路的定子电压起始值交流电机及其系统暂态当0=0时：0=0，短路后a相开路电压只有奇次谐波，ua可能具有最大的幅值：——如果有阻尼绕组，xd″与xq″数值更接近，会抑制电磁暂态过电压22t时：22135dqqddaxxEbbxxuxqdxEx无载时发生两相突然短路的定子电压起始值交流电机及其系统暂态无载时发生两相突然短路的转子电流起始值（无阻尼电机）根据运算等值电路：短路后转子电流变化量的起始值（满足零起始条件；ufd=0）短路后转子电流的实际起始值：sindiiadfddadfdlxiixXdfdlXadxdifdilxdxaddffdxiX0fdfdfdiIi交流电机及其系统暂态22sinsin3sin5dqdEbbxxix2302sin1cos2cos4cos62dqEbbbxxsindii21cos2cos2cos4cos4cos6ddqEbxbxx230sinsinsin3sinsin5sin3sin7sin5dqEbbbxx21cos2cos4cos6ddqbEbbxxxddqExxx02sin1sinsin3sin5dqEbbbxx无载时发生两相突然短路的定子电流起始值交流电机及其系统暂态根据运算等值电路：短路后转子电流的实际起始值：0fdfdiI21cos2cos4cos6ddqadffdbEbbxxxxXadffdddqEXxxxx02sin1sinsin3sin5adffddqEbxbbXxx无载时发生两相突然短路的转子电流起始值（无阻尼电机）交流电机及其系统暂态根据运算等值电路：短路后转子电流变化量的起始值（满足零起始条件；ufd=0）sindiidfdlX1dlXadxdifdi1dilxdx11111fddfdladfdldliiXxXX1111111dddladfdldliiXxXX0fdfdfdiIi110ddii无载时发生两相突然短路的转子电流起始值（有阻尼电机）交流电机及其系统暂态根据运算等值电路：短路后转子电流变化量的起始值（满足零起始条件；ufd=0）0t0为短路时刻转子d轴领先a相轴线的电角度，00cosqiiqlx1qlXaqxqi1qiqx11aqqqaqqlxiixX110qqii无载时发生两相突然短路的转子电流起始值交流电机及其系统暂态定子电流非周分量引起的定子偶次谐波电流和转子奇次谐波电流：Ta2：取决于回路非周分量电流所遇到的等值电抗和电阻求解思路：回路通直流电流I-磁链2aT0I等效电感无载时发生两相突然短路交流电机及其系统暂态时间常数Ta2回路通直流电流（转子绕组短路）：——两相短路的旋转电机，不同于静止回路，还会感应出其它电流谐波：02I2301c