Tài liệu MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐIỆN pptx

Phương pháp mô hình hoá cho phép nghiên cứu hệ thống ngay cả khi chưa có hệ thống thực: Trong trường hợp chưa có hệ thống thực thì nghiên cứu trên mô hình là biện pháp duy nhất để đánh g

Tác giả: Th.S TRẦN ANH DŨNG, KS VƯƠNG ĐỨC PHÚC

Hiệu đính: Th.S ĐỖ VĂN A

MÔ HÌNH HOÁ HỆ THỐNG ĐIỆN

HẢI PHÒNG - 2007

Mục Lục

LỜI NÓI ĐẦU 5 PHẦN I: MÔ PHỎNG CÁC THIẾT BỊ VÀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRÊN TÀU THUỶ 6

Chương 1: MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ

CÓ CHỔI THAN 6 1.1: THÀNH LẬP HỆ PHƯƠNG TRÌNH CỦA MÁY PHÁT

ĐỒNG BỘ Ở HỆ TRỤC CỐ ĐỊNH 6 1.2: HỆ PHƯƠNG TRÌNH CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ VIẾT Ở

HỆ TRỤC QUAY 14 1.3: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ 33 1.4: ĐƠN GIẢN HOÁ HỆ PHƯƠNG TRÌNH MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ 40 Chương 2 : MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA TẢI ĐỐI XỨNG 42 2.1 MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA TẢI ĐỐI XỨNG Ở HỆ TRỤC ĐỨNG YÊN (A,B,C) 43

Chương 3: MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG

ĐỒNG BỘ 47 3.1 HỆ PHƯƠNG TRÌNH CỦA ĐỘNG CƠ DỊ BỘ Ở HỆ TRỤC QUAY (d,q) 47

3 2 ĐƯA HỆ PHƯƠNG TRÌNH CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ VỀ GIÁ TRỊ TƯƠNG ĐỐI 52 3.3 TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 57

3 4 ĐƠN GIẢN HOÁ HỆ PHƯƠNG TRÌNH CỦA ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ 59

Chương 4: MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA BỘ TỰ ĐỘNG ĐIỀU

CHỈNH ĐIỆN ÁP 60 4.1 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BỘ TỰ ĐỘNG ĐIỀU

CHỈNH ĐIỆN ÁP 60

Chương 5 : ỨNG DỤNG SIMULINK TRONG MATLAB XÂY

DỰNG MÔ HÌNH CÁC HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG VÀ

TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN TÀU THUỶ 64 5.1 KH ÁI QU ÁT CHUNG V Ề PHẦN MỀM MATLAB 64

5.2 MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 71 5.3 MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH TỰ KÍCH CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ 71 5.4 MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐÓNG TẢI ĐỐI XỨNG R - L VÀO MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ 73 5.5 MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỘNG BỘ LẤY

NGUỒN TỪ LƯỚI CỨNG 79 5.6 MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ LẤY NGUỒN

TỪ MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ 84 5.7 MÔ PHỎNG TỔNG HỢP CÁC QUÁ TRÌNH TỰ KÍCH

ĐỘNG 85

Chương 6 : MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA BỘ ĐIỀU TỐC CHO

ĐỘNG CỚ CẤP CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ 88 6.1 CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ ĐIỀU TỐC TRỰC TIẾP 88 6.2 HỆ PHƯƠNG TRÌNH CỦA ĐỘNG CƠ SƠ CẤP VÀ BỘ ĐIỀU TỐC TÁC ĐỘNG TRỰC TIẾP 90 6.3 BỘ ĐIỀU TỐC TÁC ĐỘNG GIÁN TIẾP VÀ PHƯƠNG TRÌNH CỦA NÓ 92 6.4 ĐƠN GIẢN HOÁ HỆ PHƯƠNG TRÌNH CỦA ĐỘNG CƠ SƠ CẤP VÀ BỘ ĐIỀU TỐC 93 6.4 BỘ ĐIỀU TỐC LIÊN HỢP 93 6.5 ĐẶC TÍNH NGOÀI CỦA BỘ ĐIỀU TỐC LIÊN HỢP 95 6.6 XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHO ĐỘNG CƠ SƠ CẤP – MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ - TẢI 96

Chương 7: MÔ PHỎNG CÁC THIẾT BỊ BIẾN ĐỔI CÔNG

SUẤT 98 7.1 MÔ PHỎNG MẠCH CHỈNH LƯU NỬU CHU KỲ 98 7.2: MÔ PHỎNG CẦU CHỈNH LƯU MỘT PHA DÙNG

THIRISTOR 104

4, XÂY DỰNG MÔ HÌNH CẦU CHỈNH LƯU 3 PHA : 114 115

Chương 8: MÔ PHỎNG CÁC BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP VÀ CÁC

BỘ BIẾN TẦN CÔNG SUẤT 121

BÀI 8.1 : MÔ PHỎNG BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT PHA

DÙNG TIRISTOR 121 BÀI 8.2 : MÔ PHỎNG BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP 3 PHA 125 BÀI 8.3 : MÔ PHỎNG BỘ BIẾN ĐỔI BBIGT ĐIỀU CHẾ ĐỘ RỘNG XUNG PWM 130

LỜI NÓI ĐẦU

Mô hình hoá và mô phỏng là nột phương pháp nghiên cứu khoa học để

nghiên cứu đối tượng, nó thay thế đối tượng bằng một mô hình để nhằm thu thập các thông tin quan trọng về đối tượng bằng cách tiến hành các thực nghiệm trên mô hình Ngày nay với sự trợ giúp của các máy tính có tóc độ cao mà phương pháp mô hình hoá được phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng rộng rãi từ nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, đến vận hành các hệ thống trong mọi lĩnh vực của đời sống xã hội như: Quân sự, kinh tế, xã hội… Phương pháp mô hình hoá thường được sử dụng trong các trường hợp sau đây:

1 Khi nghiên cứu trên hệ thống thực gặp khó khăn do nhiều nguyên nhân:

- Giá thành nghiên cứu trên hệ thống thực quá đắt

- Nghiên cứu trên hệ thống thực ảnh hưởng đến sản xuất hoặc gây nguy hiểm cho con người cũng như thiết bị

- Nghiên cứu trên hệ thống thực đòi hỏi thời gian quá dài

2 Phương pháp mô hình hoá cho phép đánh giá độ nhạy của hệ thống khi thay đổi tham số hoặc câu trúc của hệ thốngcũng như đánh giá phản ứng của hệ thống khi thay đổi tín hiệu điều khiển Những số kiệu này dùng để thiết kế hệ thống cũng như vận hành hệ thống

3 Phương pháp mô hình hoá cho phép nghiên cứu hệ thống ngay cả khi chưa có hệ thống thực: Trong trường hợp chưa có hệ thống thực thì nghiên cứu trên mô hình là biện pháp duy nhất để đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật, kựa chọn cấu trúc và các thông số tối ưu của hệ thống…

Xuất phát từ tầm quan trọng đó nhóm tác giả đã tổng hợp và viết cuốn sách

“ Mô hình hoá hệ thống điện” Cuốn sách trình bày mô hình toán của các loại máy điện,các bộ biến đổi và hệ thống năng lượng điện từ đó mô phóng các hệ thống này trên máy tính Có nhiều phần mềm cho phép ta mô phỏng

và nghiên cứu song phần mềm dễ sử dụng và đáp ứng được những yêu cầu của đối tưọng thực đó là phần mềm Matlab Cuốn sách là tài liệu tham khảo tốt cho các kỹ sư, cán bộ kỹ thuật, sinh viên trong lĩnh vực công nghệ Hải Phòng tháng 2 năm 2007

PHẦN I: MÔ PHỎNG CÁC THIẾT BỊ VÀ HỆ THỐNG

NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRÊN TÀU THUỶ

BỘ CÓ CHỔI THAN

1.1: THÀNH LẬP HỆ PHƯƠNG TRÌNH CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ Ở HỆ TRỤC CỐ ĐỊNH.

1.1.1 Xét máy phát đồng bộ có cấu tạo như hình vẽ, trong đó Ws: Cuộn dây 3

và ngang

Hình 1.1

Hệ(a,b,c) hệ cố định gắn liền với Stator

Hệ (d,q) hệ trục quay gắn liền với tốc độ quay của Rotor

a

Ws

b

c

Wf

q

d



a, d



Để đưa ra các phương trình của máy phát đồng bộ miêu tả mối quan hệgiữa các đaị lượng điện áp, dòng điện và từ thông móc vòng của các cuộn dâyStator, kích từ và ổn định ta sử dụng định luật cảm ứng điện từ và định luậtKiêchốp 2

Ta ký hiệu các đại lượng như sau:

ua, ub, uc : Điện áp tức thời trên các cuộn dây pha ở Stato

ia, ib, ic : Dòng điện trên các cuộn dây pha

a, b, c : từ thông của các cuộn dây pha a,b,c ở Stato

c b

a r r

r

Q D Q

f f

i

D D D

1.1.2 CÁC PHƯƠNG TRÌNH TƯƠNG HỖ TỪ CỦA CÁC CUỘN DÂY.

a Để viết phương trình tương hỗ từ thì ta nhận thấy rằng từ thông móc vòngcủa một cuộn dây không những phụ thuộc dòng điện của cuộn dây đó mà cònphụ thuộc vào tất cả các cuộn dây nằm trong mạch từ của máy mang dòngđiện

Xét mạch từ gồm 2 cuộn dâynhư hình vẽ

Hình 1.2

Theo định luật dòng điện toàn phần

Ta có : H dl I

Giả thiết rằng tất cả các đường từ thông của cuộn dây đều đi theo mạch

từ theo suốt chiều dài của mạch khi đó cường độ từ trường H=const

 H.dl H.l tb ii1.w1i2.w2

ở đó:

0 0

.w.S

w S B

( Trong đó B là độ từ cảm đo bằng T, S Tiết diện mạch từ, l chiều dài mạch từ)Như vậy đối với cuộn 1:

S W

1

W i W i S W

W i l

W

tb tb

W M l

S W

L . . . ; 1. 2. . 0.

12 0

2 1

Tương tự với cuộn 2: 2 L2.i2 M21.i1

:

21

12 M

b Áp dụng công thức trên cho mạch từ của 6 cuộn dây:

Q aQ D aD f

af c ac b ab a

a

a L i M i M i M i M i M i

Q bQ D bD f

bf c bc a ba b

b

b L i M i M i M i M i M i

Q cQ D cD f

cf b cb a ca c

c

c L i M i M i M i M i M i

od fod c

fc b fb a fa f

f

f L i M i M i M i M i

Q DQ f

Df D

D

D L i M i M i

D QD f

Qf Q

Ta nhận thấy hệ số hỗ cảm của cuộn dây pha a và pha b là âm vì góc lệchpha giữa chúng > 90 0 Mabmaxkhi Rotor nằm chính giữa 2 trục a,b

a a

d

này thể hiện thông qua biểu thức

e Quan hệ hệ số hỗ cảm giữa cuộn dây Stator và cuộn kích từ

kích từ và cuộn dây pha a sẽ là gần nhất và lúc này hệ số hỗ cảm Maf là max và

mang dấu (+)

của các cuộn dây pha b, c với cuộn kích từ Sự thay đổi này được thể hiện bằngcông thức :

1800 900

Hình 1.7

cos

f

af M

)120cos(

f Quan hệ hệ số hỗ cảm giữa cuộn dây Stator và cuộn ổn định

Tương tự như lí luận quan hệ hệ số hỗ cảm giữa cuộn dây Stator và cuộnkích từ ta được:

cos

D

aD M

)120cos(

d r

i

f f

af c ac b ab a

a

a L i M i M i M i M i M i

Q bQ D bD f

bf c bc a ba b

b

b L i M i M i M i M i M i

Q cQ D cD f

cf b cb a ca c

c

c L i M i M i M i M i M i

od fod c

fc b fb a fa f

f

f L i M i M i M i M i

Q DQ f

Df D

D

D L i M i M i

D QD f

Qf Q

Q

Q L i M i M i

2cos

Các phương trình trên là phương trình của máy phát đồng bộ viết ở hệ trục

yên khi Rotor quay Từ các phương trình này ta có thể tiến hành mô phỏng thu

điện áp theo góc quay Chúng ta lưu ý góc  là góc lệch giữa trục của cuộn dâypha a và trục cuộn kích từ là góc lệch về điện Nếu máy phát đồng bộ mà có sốđôi cực khác 1 thì

áp hình sin có tần số khoảng (50-60)Hz. T 0,017 0,02s.

1.2: HỆ PHƯƠNG TRÌNH CỦA MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ VIẾT

Ở HỆ TRỤC QUAY

1.2.1 HỆ TRỤC QUAY:

Do tính chất phức tạp mô hình toán của máy phát đồng bộ viết ở hệ trục

cố định gây nhiều khó khăn cho quá trình mô phỏng, cho nên ta tìm cách đưa

mô hình toán học của máy phát đồng bộ về một mô hình mới viết ở hệ trục vuông góc( d,q) gắn liền với từ trường quay Rotor Hệ này gồm hai trục d và qvuông góc với nhau quay cùng với tốc độ quay rotor

Trục d đặt dọc theo trục rotor gọi là trục dọc

Trục q đặt ngang theo trục rotor gọi la trục ngang

Ở hệ trục mới này ta sẽ nhận được các phương trình có các hệ số khôngđổi và có thể sử dụng ngay thông số của máy Còn khi cần các thông số thựcthì ta có thể sử dụng công thức chuyển đổi để tính

1.2.2 MỐI QUAN HỆ GIỮA HAI HỆ TRỤC

a Lấy đại lượng điện áp để xét

q b

U q

U b

d U

.)120cos(

.)120cos(

.)120cos(

.)120cos(

.)120cos(

1)120(cos.)120(2sin 2

1)120

(

cos

2sin 2

1cos.)120cos(

.)120cos(

cos

0 0

2 0

0 2

2 0

q d

q d

c b

a

u u

u u

u u

u u

u d.cos2cos2(1200)cos2(1200)

sin2 sin2( 120 ) sin2( 120 )

Tương tự với dòng điện và từ thông:

u

dt

d i r

u

dt

d i r u

c c c

b b

b

a a

.)

120cos(

.cos

)120cos(

.)120cos(

.cos

3

2

0 0

0 0

d dt

d

i i

i

r

u

c b

a

c b

a

d

23

Để tính biểu thức trong dấu ngoặc vuông thứ hai trước hết tính đại lượng

.)120sin(

.sin

)120cos(

.)

120cos(

.cos

.)120cos(

).120sin(

.)120cos(

sin.cos

3

2

0 0

0 0

0 0

0 0

a

c b

a

c c

b

b a

a d

dt

d dt

d dt

d

dt

d dt

d

dt

d dt

d dt

d dt

d

dt

d

q d

c b

a

dt

d dt

d dt

d dt

120cos(

.)

120cos(

.cos

q

d d

d

dt

d i r dt

d i r

2

3 3

d i r

+ Các phương trình do điện áp của cuộn ổn định và cuộn kích từ:

- Phương trình cân bằng điện áp của cuộn kích từ :

Vì cuộn kích từ nằm trên rotor và quay cùng rotor và trục của nó nằm trùng vớitrục của rotor nên phương trình cân bằng điện áp của cuộn kích từ khi viết ở hệtrục (d,q) vẫn không đổi:

dt

d i r

Mặc dù cuộn ổn định gắn liền với rotor, quay cùng rotor nhưng trục của

nó không trùng với trục của rotor do vậy khi viết ở hệ trục d,q nó vẫn có hai thành phần theo trục dọc và trục ngang

Gọi:

),

(

),

D D

Q Q

+ Các phương trình tương hỗ viết ở hệ (d,q):

Để chuyển đổi các phương trình tương hỗ giữa các cuộn dây từ hệ trục a,b,c sang hệ trục (d,q) người ta đưa ra một máy phát điện đồng bộ giả tưởng gồm các cuộn dây giả tưởng gắn liền với hệ trục (d,q)

d : cuộn stator giả tưởng theo trục dọc

q : cuộn stator giả tưởng theo trục ngang

f : cuộn kích từ giả tưởng

D : cuộn ổn định giả tưởng theo trục dọc

Q : cuộn ổn định giả tưởng theo trục ngang

ds fs Ds qs Qs

Hình 1.11

tương hỗ , còn các cuộn dây nằm khác nhau thì không tương hỗ với nhau vì hai trục vuông góc nhau

của từ thông tản của mỗi cuộn dây đó với cuộn dây tương hỗ

ad ds

d  

aq qs

q  

ad fs

f  

ad Ds

D  

aq Qs

Q  

Vì cảm kháng tỷ lệ với từ thông do vậy mà :

ad ds

d X X

aq qs

q X X

ad fs

f X X

ad Ds

D X X

aq Qs

Ta nhận thấy từ thông tản của cuộn stator theo trục dọc và trục ngang làgần bằng nhau nên ta có thể coi:

af c ac b ab a a

a L i M i M i M i M i M i



Q bQ D bD f

bf c bc a ba b b

b L i M i M i M i M i M i



Q cQ D cD f

cf c ca b cb c c

.)120cos(

.)120cos(

a L L

L  

)1202

f

af M

M 

cos

oD aoD M

cos

D oD

i

i 

sin

D DQ

i

i 

f df D dD d

d

d L i M i M i



Q dQ q q

Tất cả các hệ số này đều là các hệ số không được tính trên cơ sở các phép tính, biến đổi Nó phụ thuộc vào các hệ số :Lo, Mo, Lm, Mm, Mf, MoD

m d

L M

L

L

L M

L L

.23

.23

0 0

0 0

Theo giả thiết tất cả các hệ số hỗ cảm theo cùng một trục thì bằng nhau

và các cuộn dây trên cùng một trục thì có cùng một hệ số hỗ cảm :

d L i M i M i

Q dQ q

q

q L i M i

d fd D fD f

f

f L i M i  M i

f fD d dD D

D

D L i  M i  M i

q Qq Q

a) Chọn các đại lượng so sánh cơ bản:

fb f fKT

q d

b

f df d Q

q q

q

q

f df D d f df d

M i

L

i M i M i M i

L

.0

Db L i



b) Chuyển đổi hệ phương trình về giá trị tương đối

- Phương trình cân bằng điện áp cuộn stator theo trục dọc:

Ta có:

q

d d

d

dt

d i r

b

q d

b b

d b

d

U dt

d U U

i r U

.1

q d

b b b b

d b

d

dt

d I

Z

i r U

1

d i

q

dt

d i r

u    .

b

d q

b b

q b

q

U dt

d U U

i r U

.1

d q

b b b b

q b

q

dt

d I

Z

i r U

1

dt

d i

f f f





d U U

i r U

fb fb

f f fb

.1

I r

i r U

fb f fb f

f f fb

1

f f f

dt

1

.0

dt

i r

d i r

Db D Db D

D D

D D



d r

L i

Db D

*

D D

d T

r

L

- Phương trình cân bằng điện áp cuộn ổn định theo trục ngang:

dt

1

i r I r

i r

Qb Q Qb Q

Q Q

i r

L i

Qb Q

*

Q Q

d T



- Phương trình tính từ thông tổngcủa cuộn stator theo trục dọc:

b b

D d b

b

f df b b

d d d

b

D d b

f df b

d d b

d

D d f df d d d

I L

i M I L

i M I L

i L

i M i M i L

i M i M i L

D

*

D D

f df d

b

d d

i M i

M i

q q

f df d

i M i L

i M

b db M df.I fb M dD.I Db

Như vậy (1.95) trở thành:

Db d

D d fb df

f df d b

d d

I M

i M I

M

i M i L

L

d b

q L i M i



b

Q qQ b

q q b

Qb qQ

b M I



b

Q b

q b b

q b q

I

i I

i L

q

L : Hệ số tự cảm của cuộn stator theo trục ngang.

fb

D fD fb

d fd fb

f f fb

f

D fD d

fd f f f

i M i M i L

i M i M i L

b f fb f fb

Db dD b

fb df b

b b

b

M

I L L M L I L

I M

I M

I L

D d f

df fD d

b f

df fd f

f

Db df

d f

D fD

b df

b f

d fd fb

f

f f f

i M L

M M i L L

M M i

I M

M L

i M I

M

L L

i M I

L

i L

d b

X

X L

D dD f

df fD d

d d f

df fd f

M L

M M i X L L

M M



d f

f f

L L

Md d

M

: hệ số tương quan cuộn kích từ và cuộn stato theo trục dọc

Do giả thiết rằng các cuộn dây giả tưởng của máy phát đồng bộ nằm trên trục

- Các hệ số hỗ cảm của các cuộn dây nằm trên cùng trục phải bằng nhau.Cho nên:

Df fD Dd

d fd df

M M

M M

M M

d X X

ad fS

f X X

ad DS

Q X X

Từ những nhận định trên ta có:

ad ad

ad

d

X X

X X

X

X

X







d Dd Db

D D Db

fb df b

b b

b

Db D Db

I M

I M

I L

I L

b D Db

M

L L M L I

D D

b D Db

M

M L M L I

D D



fb d

df D

f Df

b d

b D

d Db Db

D

D D D

I M

M L

i M I

M

L L

i M I

L

i L

D D

f df D

d Df d

b D

d Dd D

M L

M M i L L

M M

b d

d b

b

X L X

X

L X

L







* D

*

* D

*

f df D

d Df d

d d D

d Dd D

M L

M M i X L L

M M

d Dd

d

L L

M M

d Df

M L

M M

*

* '

Q Q Qb

b b

b

Qb Q Qb

I M

I L

I L

M

L L M L I

qQ qQ

q Qq Qb

Q

Q Q Qb

Q

M

I L L

i M I

L

i L

Qb

L L

q q q Q

Qq Q

Q

q q

b q

q b

b

i X L L

M i

X L X

L

L X

Qq q

Q

Qq

q

X X

X L

L

M

2 2

d

dt

d i

q

dt

d i

*

* '

f d

ad d

f

ad ad

d

X X

X X

X

X X

.

ad d

X L

L

M

M

D '

Qq q

Q

Qq

X L

L

M

2 2

1.3: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ

1.3.1 LÝ THUYẾT:

Trong các hồ sơ, tài liệu của máy điện có thể biết được một số thông số có trong hệ phương trình của máy phát đồng bộ việt ở hệ phương trình tương đối, còn một số khác như hệ số tương quan, hằng số thời gian của cuộn ổn định thì không tra cứu ngay được mà phải tính toán từ các thông số khác thường trong hồ

sơ có các thông số sau : P , n U , n I , n f : n

Xs : Trở kháng tản của cuộn stato chung cho cả 2 trục d và q

( cho ở gía trị tương đối )

X d' : Trở kháng quá độ theo trục d

"

d

X : Trở kháng siêu quá độ theo trục d

X : Trở kháng siêu quá độ theo truc q q"

T : Hằng số thời gian của cuộn kích từ d

T : Hằng số thời gian siêu quá độ của cuộn stato theo trục dọc d"

T : Hằng số thời gian siêu quá độ của cuộn stato theo trục ngang q"

Như vậy để viết hệ phương trình của máy phát đồng bộ cần phải tính toán các thông số :

Q D d

q

d   g g T T

Trở kháng siêu quá độ được xác định bằng tỷ số giữa gia số của từ thông tăng với

gia số dòng điện

ứng với từng trục

q

q q

d

d d

i

X i

d d f

f i   X i g1.i

f d

d d D

 có thể giả thiết rằng f D 0 nếu so sánh chúng với d

Khi đó ta tính được i  f, i D theo i d:

d d

d d

g g

g X

2 1 1 '





d d

d d

g g

g X

2 1 2 ' 

d d

g g

g g

1

' 2

.1

1.1

.1

d d

d d

d

g g

g g

i

.1

1.1

.1

2 1

1

' 2

D

ad f

ad q

Q

aq q

d D

ad d

d f

ad d

X

X g X

X g X X

X X

X

X X

'

2

;

;

;

ad S f

ad S d

X X

X

X X

X

X X

ad

S d

X X X

X

X

111

fS ad

S d

X X

X X

11

S q

X X

X X

11

X f X fS  X ad;

fS ad

S d

X X

X X

11

fS

X X X

ad d

X X

D D

D D

r

X r

L T

D D

r

X T

D

X

X T

T hay " "

D

D d D

X

X T

T 



fS S ad

DS D

DS fS

ad

S d

X X X

X

X

X X X

X

X

1111

1111

Q

Q Q Q Q

Q Q Q

Q b

Q Q

Q Q

Q b

Q Q

Q Q

Q q

X

X T T X

X T T

r

X r

L T

r

X r

L T

T T

". "

Q

Q q

X T

T 



Ta có:

QS aq

S q

X X

X X

11

QS Q

X X

X X

11

2.4002

935,

1

86,02.177,2

935,1

177,2935,1242,0

242,0205,0

1935,1

1065,017,01

11

11

1

904,014,2

935,

1

875,02.14,2

935,1

14,2935,1205,0

205,0935,1

1065,025,01

11

1

1

935,1065,02

025,027

"

1

2 2

D

fS ad S d

f

ad S d

fS

S d

149,0765,0

1065,019,01

11

11

765,0065,083,0

Q

aq S q

QS

aq QS

Q

S q

177,2.018,0

77,083,0.914,0

765,0

"

"

2 2

Vì: 0,29

205,0

1065,0

1935,11

1242

,0111

DS

D

X X X

X

X

065,0

1765,01

1149

,011

QS

Q

X X

X

X

 s X

X T X

Q

q

21,0

914,0.018,0

u 0,025 0,0032  .

dt

d i

u 0,025  0,0032  .

dt

d i

f

f

.64,1

D d f

d i  2.i i



Q q

q 0,83.i  i



D d

f

f i  0,875.2.i 0,904.i



f d

D

D i  0,86.2.i 0,89.i



q Q