带反电势负载的三相发电机整流系统直流脉动分析凿岩机

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： 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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