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带反电势负载的三相发电机整流系统直流脉动分析
xiao_xiao1 发表于 2009/9/28 12:08:42 1021 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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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 
