带反电势负载的三相发电机整流系统直流脉动分析0
汉泰五金网 2022-09-18 04:20:51
带反电势负载的三相发电机整流系统直流脉动分析
带反电势负载的三相发电机整流系统直流脉动分析 2011年12月09日 来源: 摘要:目前应用广泛的交流发电机整流系统向负载供电时,通常在直流侧带反电动势和RC滤波器以改善直流输出电压的谐波特性。该文基于d-q坐标系下同步发电机的基本磁链和电压方程,经过合理的简化处理,建立了三相交流发电机整流系统的等效电路模型,把交流电机看作带内部阻抗的正弦电压源。利用整流器开关函数导出了直流输出电压的数学模型,引入直流电压脉动系数的定义来描述输出电压的特性。通过实验研究分析了带RC滤波器和反电动势负载时输出电压的谐波及脉动系数,与计算结果对比验证了文中方法的正确性。 关键词:同步发电机;整流器;反电势负载;电压脉动1 引言 近年来,随着电力电子技术的飞速发展以及需求的直流电源功率越来越大,带整流负载的交流发电机在船舶电力推进、电力机车牵引、石油钻井平台及邮电通讯电源等方面,得到了越来越广泛的应用[1]。 典型的交流发电机整流系统是由交流发电机经整流器变流后,通过直流侧并联的蓄电池组向负载供电,如图1所示。由于整流器的存在,使系统具有强非线性,过去人们在分析整流器特性以及负载对整流特性的影响等方面时,常常将发电机看成是理想电压源,这样处理虽然大大简化了系统的理论分析,但由于忽略的因素过多,对实际工作的指导意义不大。另外根据国外文献报导[2]和近来的试验发现[3],当发电机整流带蓄电池负载时,将对整流器的直流输出谐波特性产生一定的影响。因此有必要对这种系统带RC滤波器和蓄电池负载的直流输出特性进行研究。2 系统等效电路模型 为不失一般性,假定电机转子上有一交轴短路绕组,并设转速ω为常数,这在分析系统的稳态特性时是允许的[1]。对于变化不很快的过程,可以不考虑阻尼绕组电流中的非周期分量(它们很快衰减),并认为转子回路中的交变电流对转子磁链无贡献(即不考虑转子回路对交变电流的电阻)。采用“xad基值”系统,并且假设xfdkd=xad,xfqkq=xaq,便可写出转子回路磁链方程如下所示式中 xfds、xfqs、xkds、xkqs分别为直轴励磁绕组、交轴短路绕组、直轴阻尼绕组和交轴阻尼绕组的漏抗。交轴和直轴超瞬变电抗的等效电路如图2所示。 由式(1)求出ifd、ikd、ifq、ikq后,代入Park磁链方程,可得 先分析换相期间的电压方程。为不失一般性,可分析c相换到a相的换相过程(如c+b-→c+a+b-),此时有 &n
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