Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Метод преобразованных шметричных составляющих временных гармоник
1.1. Основные положения метода 10
1.2. Преобразованные симметричные составляющие временных гармоник токов и напряжений
1.3. Результирующие токи и напряжения во вращающихся осях представленные через преобразованные симметричные составляющие временных гармоник 29
1.4. Математическая модель статической несимметричной нагрузки во вращающихся осях.
1.5. Применение преобразованных симметричных составляющих в оценке качества электроэнергии несимметричных режимо
Вывода 57
ГЛАВА II. Статорные уравнения синхронного генератора с учетом пространственных гармоник поли во вращающихся осях временных гармоник прямой и обратной последовательностей 59
2.1. Особенности описания пространственных гармоник поля, во вращающихся осях 59
2.2. Уравнения преобразованных симметричных составляющих временных гармоник напряжений статорной цепи
2.3. Уравнения преобразованных симметричных составляющих временных гармоник потоко-сцеплений реакции якоря неявноюлюсного генератора
2.4. Уравнения преобразованных симметричных составляющих временных гармоник потоко-
сцеплений реакции якоря явнополюсного генератора
2.5. Уравнения преобразованных симметричных составляющих временных гармоник потоке—сцеплений рассеяния обмоток статора
2.6. Уравнения преобразованных симметричных составляющих временных гармоник потоко- сцеплений взаимоиндукций обмоток статора с обмотками ротора
Вывода
ГЛАВА III. Роторбые уравнения синхронного генератора с учетом пространственных гармоник поля 116
3.1. Уравнения обмотки возбуждения 116
3.2. Уравнения демпферной обмотки по продольной оси 126
3.3. Уравнение демпферной обмотки по поперечной оси
3.4. Полная система уравнений синхронного генератора в относительных единицах
Вывода 139
ГЛАВА ІV. Анализ результатов вычислительного эксперимента .
4.1. Параметры расчетных режимов
4.2. Вычислительные метода и их программная реализация
4.3. Результаты расчетов
Вывода /
Заключение
Литература
- Результирующие токи и напряжения во вращающихся осях представленные через преобразованные симметричные составляющие временных гармоник
- Особенности описания пространственных гармоник поля, во вращающихся осях
- Уравнения преобразованных симметричных составляющих временных гармоник потоке—сцеплений рассеяния обмоток статора
- Уравнения демпферной обмотки по продольной оси
Введение к работе
Электроэнергетические системы (ЭЭС) современных судов характеризуются высокими установленными мощностями потребителей и генераторов, высокой степенью автоматизации управления, широким внедрением силовой полупроводниковой техники, использованием микропроцессоров и микро-ЭВМ в системах управления, контроля и диагностики.
Изменение характера потребителей ЭЭС привело к обострению проблемы качества электроэнергии,потребовало более обоснованного выбора параметров элементов судовых систем на ранних стадиях проектирования.
Особую значимость в последнее время приобрели вопросы, связанные с изучением несимметричных режимов, для которых: характерно появление высших временных гармоник токов и напряжений. Необходимость глубокого и всестороннего исследования таких режимов вызвана прежде всего применением на судах мощных полупроводниковых преобразователей, эксплуатационный режим которых приводит к существенному ухудшению качества электроэнергии по сравнению с общесудовыми симметричными потребителями и статической несимметричной нагрузкой. Важно рассмотрение несимметричных аварийных режимов, таких как двухфазное короткое замыкание, обрыв фазы и т.д. Исследование сложных процессов, происходящих в существувдих ЭЭС, для обоснования оптимальных режимов эксплуатации может осуществляться путем проведения как натурных так и вычислительных экспериментов. На раннем же этапе проектирования проведение натурных экспериментов требует больших экономических и временных затрат и не всегда возможно, поэтому вычислительный эксперимент в таких случаях наиболее целесообразен. Под вычислительным экспериментом понимается "создание и изучение математических моделей исследуемых объектов с помощью ЭВМ" [27] .
Наибодыиее распространение для исследования происходящих в ЭЭС процессов получили модели, разработанные на основе преобразований Парка-Горева [і,7,9,15,33] . Основным преимуществом этих преобразований является получение постоянных коэффициентов в дифференциальных уравнениях синхронного генератора, что возможно только при введении допущения о синусоидальности поля в воздушном зазоре машины. Опыт моделирования симметричных режимов показывает хорошую сходимость получаемых расчетов с экспериментальными данными.
Многие авторы [7,28,29,33,37] , учитывая, что источником не
симметрии в ЭЭС является внешняя нагрузка, основное внимание уде
ляют ее описанию, оставляя модель генератора неизменной. Использо
вание преобразований Парка-Горева для описания несимметричной на
грузки приводит к получению уравнений с периодическигли коэффициен-
тами. Однако, как показано в [35] , общее число уравнений, а также
число уравнений с переменными коэффициентами в этом случае меньше
по сравнению с моделью в фазных координатных осях. г1
Формирование условий несимметрии нагрузки при использовании , преобразованных уравнений осуществляют двумя способами:
введением несимметрии в уравнения связи, записываемые отно-. / сительно переменных и выражающие конкретный вид несимметрии [7,33, ' 36,37] ;
с помощью сопротивлений нагрузки или фидеров [7,28] .
При первом подходе возможно описание различных видов несимметрии (обрыв одной из фаз при коротких замыканиях других и т.д.), но решение получаемых при таком подходе уравнений им'.еетопределенные трудности и большую погрешность расчетов переходных процессов по сравнению со вторым подходом, так как построен на учете вторичных явления в системе - неравенстве фазных токов и напряжений.
В [36,37] предлагается использовать специально составленные сие-
темы интегральных уравнений типа Вольтерра, что позволяет привести дифференциальные уравнения с периодическими коэффициентами к тому же числу уравнений с постоянными коэффициентами при сохранении погрешности расчета в допустимых пределах.
Второй подход, построенный на учете причины возникающей в системе несимметрии - различие в значениях фазных сопротивлений нагрузки, позволяет создать более полную математическую модель системы для исследования как несимметричных, так и симметричных процессов.
Во всех перечисленных выше работах при описании процессов в генераторе делается допущение о синусоидальности поля в воздушном зазоре и применяются уравнения Парка-Горева. Однако, сложные физические процессы, происходящие в генераторе в несимметричных режимах, не позволяют однозначно утверждать, что влияние пространственных гармоник поля в них такое же как и в симметричных режимах, особенно это относится к переходным процессам. Скорее наоборот, работы [20,25,23] показывают необходимость учета пространственных гармоник поля при исследовании несимметричных режимов. Так в [23J , посвященной рассмотрению машинно-полупроводниковых систем, говорится - "В настоящее время исследование режимов синхронной машины обычно производится на основании... уравнений Горева-Парка. Однако подобный анализ не дает полной картины, так как уравнения, представленные в системе координат d , о , 0 выводятся без учета высших гармоник спектра периодически изменяющихся параметров машины". В работе [29] поднимается вопрос о возможности использования уравнений вращающихся машин совместно с несимметричной нагрузкой в силу того, что - "Уравнения Горева-Парка учитывают лишь .два первых члена разложения коэффициентов само- и взаимоиндукции в ряд Фурье. Поэтому характер изменения кривых токов и напряжений при несимметричном режиме может оказаться существенно отличным от действительной картины эксперимента".
Таким образом,возникает задача учета пространственных гармоник поля в математических моделях генератора, что позволит количественно оценить влияние этого фактора на характер протекания и точность расчетов переходных и установившихся несимметричных режимов. Решение поставленной задачи как с помощью преобразований Парка-Горева, так и в фазных координатах связано с рассмотрением дифференциальных уравнений, имеющих коэффициенты, представляющие собой бесконечный ряд периодических функций, что затрудняет применение традиционных методов решения их.
Так например, в [23J авторы предлагают метод исследования режимов работы синхронной машины на несимметричную нагрузку, позволяющий учесть весь спектр гармоник«непосредственно на основе рассмотрения синхронной машины как цепи с периодически изменяющимися параметрами. Исследование и решение получаемых при этом уравнений предлагается проводить с помощью методов, основанных на развитии преобразования Лапласа и теории уравнений типа уравнений Хилла. Этот метод требует определенных доработок с целью
доведения его до практических инженерных методик расчетов на ЦВМ.
г і \"
Основным недостатком предложенной [23J формы исходных уравнений
является отсутствие связи коэффициентов этих уравнений с реаль- » , ными параметрами синхронного генератора.
Таким образом, разработанные на сегодняшний день математические модели несимметричных режимов работы ЭЭС, либо не учитывают физические явления, происходящие в электрических машинах в указанных режимах, либо реализация их на практике связана с большими трудностями.
Целью данной работы является:
- разработка метода исследования переходных несимметричных режимов работы судовой ЭЭС, позволяющего учитывать пространственные
гармоники поля в математических моделях электрических машин и выполнять инженерные расчеты на ЭВМ;
разработка на основе нового метода математической модели несимметричной статической нагрузки и синхронного генератора с учетом пространственных гармоник;
исследование влияния пространственных гармоник поля на перехо.цные и установившиеся несимметричные режимы работы генератора.
Б первой главе рассматриваются вопросы, связанные с разработкой нового метода, названного методом преобразованных симметричных! составляющих временных гармоник. Приводятся основные положения его,преобразования переменных этого метода, использование их в оценке качества электроэнергии несимметричных режимов. Показано применение его для создания математической модели статической несимметричной нагрузки.
Во второй и третьей главах работы на основе нового метода разрабатывается математическая модель синхронного генератора с учетом пространственных гармоник поля, вызванных несинусоидальностью намагничивающих сил и неравномерностью воздушного зазора^ Проводится сравнение влияния пространственных гармоник поля на величину потокосцепдении реакции якоря неявноподюсного генератора в симметричном и несимметричном режимах. Показана сходимость системы уравнений разработанной модели синхронного генератора к уравнениям Парка-Горева, при введении допущения о синусоидальности поля.
В четвертой главе дан алгоритм вычислений разработанной системы уравнений и его программная реализация. Приводятся анализ получения результатов расчетов на ЭВМ.
На защиту выносится:
Метод исследования переходных несимметричных режимов работы судовой ЭЭС - метод преобразованных - - симметричных составляющих временных гармоник.
Математическая модель судового синхронного генератора,
с учетом пространственных гармоник поля, вызванных несинусиодаль-ностью намагничивающих сил и неравномерностью воздушного зазора.
Математическая модель статической несимметричной нагрузки, описываемая уравнениями с постоянными коэффициентами.
Результаты исследования переходных и установившихся симметричных и несимметричных режимов работы при различных конструктивных параметрах судового синхронного генератора.
Результирующие токи и напряжения во вращающихся осях представленные через преобразованные симметричные составляющие временных гармоник
Современные электроэнергетические системы (ЭЭС) представляют собой совокупность источников электроэнергии, преобразователей, распределительных и регулирующих (управляющих) устройств, соединительных линий и потребителей, объединенных процессом производства, преобразования, распределения и потребления электроэнергии [7] .
Несимметричные режимы ЭЭС возникают в аварийном и эксплуатационном состоянии системы. В первом случае причиной являются несимметричные короткие замыкания (поперечная несимметрия) и обрывы (продольная несимметрия) в одной или в различных точках цепи. Во втором, несимметрию создают в основном вентильные преобразователи (продольно-поперечная периодическая несимметрия) и несимметричные статические нагрузки. Реакция пассивных электрических элементов системы на несимметричный режим качественно отличается от реакции на него электрических машин. Величина и форма тока через активные и реактивные сопротивления линий, фидеров и статических нагрузок определяется лишь соответствующими узловыми напряжениями и величиной сопротивлений. Иначе обстоит дело с источниками электрической энергии переменного тока - синхронными генераторами. Любой несимметричный режим синхронного генератора, обусловленный сетью распределения и потребления электроэнергии, вызывает в электромагнитных контурах машины, даже при допущении о синусоидальности поля в зазоре, несимметричные и несинусоидальные токи и напряжения. Синхронный генератор становится источником полного спектра временных гармоник тока и напряжения, независимо от того, каким элементом внешней электрической сети вызвана несимметрия.
Несимметричные токи трехфазного симметричного статора создают в воздушном зазоре генератора вращающееся с переменной скоростью и амплитудой поле, которое в случаях продольной и продольно-поперечной несимметрии, а также однофазной или .двухфазной нагрузок становится пульсирующим. Такое поле обычно представляют в виде суммы двух составляющих, вращающихся в противоположных направлениях с синхронной скоростью. Одна из них, вращающаяся в одну сторону с ротором и неподвижная относительно него, вызвана токами прямой последовательности. Прямая составляющая поля и токи, его образовавшие, не отличаются от поляни токов нормального, симметричного режима. Вторая составляющая поля, вращающаяся с .двойной частотой относительно ротора и с синхронной частотой относительно статора (поле обратной последовательности), вызвана токами обратной последовательности. Эта составляющая определяет все явления, отличающие несимметричный режим от симметричного.
Поле обратной последовательности наводит в обмотках ротора э.д.с. .двойной частоты. Обусловленный этой э.д.с. ток создает пульсирующее с .двойной частотой магнитное поле ротора. Разложение последнего на два поля, вращающихся относительно ротора в противоположные стороны с .двойной частотой, показывает, что относительно статора одно из них вращается с синхронной частотой в сторону, противоположную вращению ротора, другое - с тройной синхронной частотой в сторону вращения ротора. Первое поле неподвижно относительно поля обратной последовательности статора, второе - наводит в статоре э.д.с. и токи тройной синхронной частоты. Вследствие несимметрии нагрузки, эти токи также будут несимметричными. Применение к ним рассуждений, аналогичных приведенным по отношению к токам синхронной частоты, объясняет появление в обмотках ротора э.д.с. и токов с частотами в четыре раза превышающими синхронную.
Продолжая подобные рассуждения, придем к выводу, что каждая нечетная гармоника несимметричных токов статора вызывает очередную четную гармонику токов в обмотках ротора, и в свою очередь, каждая четная гармоника в обмотках ротора вызывает следующую по порядку нечетную гармонику тока статора. Аналогично, постоянная составляющая и четные гармоники тока статора, возникающие в симметричных и несимметричных переходных режимах, связаны соответственно с основной и нечетными гармониками тока обмотки возбуждения. На рис.І.І представлена схема взаимных связей гармонических тока в обмотках ротора и статора в несимметричных режимах. Таким образом, результирующие фазные токи и э.д.с. будут несимметричны и не синусоидальны. Необходамо еще раз подчеркнуть, что рассмотренные выше физические процессы возникают в генераторе при работе его, как на статическую несимметричную нагрузку, так и на динамическую несимметричную нагрузку, какой являются вентильные преобразователи. Наличие последних в сети потребления электррэнергии будет увеличивать несинусоидальность токов и напряжений синхронного генератора, работающего на статическую несимметричную нагрузку, при сохранении качественной картины физических явлений, рассмотренных выше.
Особенности описания пространственных гармоник поля, во вращающихся осях
Обычно при математическом описании машин переменного тока делаются следующие допущения [5,9,37 J: 1. Магнитная проницаемость стали машины принимается равной бесконечности. Это предположение позволяет не только однозначно определить картину поля от тока какой-либо обмотки, но и использовать принцип наложения при определении результирующего поля в воздушном зазоре от совокупного действия токов всех обмоток машины. Учет насыщения стали при таком подходе производится соответствующим выбором индуктивностей машины ("насыщенные" и "ненасыщенные" значения). 2. Фазные обмотки симметричны, т.е. имеют одинаковые числа витков, активные сопротивления и взаимный сдвиг магнитных осей, Стержни демпферных обмоток и магнитопровод ротора симметричны относительно осей ротора о/, q, . 3. Распределение полей самоиндукции обмоток статора и взаи моиндукции этих обмоток с обмотками ротора вдоль окружности ста тора синусоидально, т.е. при рассмотрении магнитных полей самоин дукции обмоток статора и взаимоиндукции этих обмоток с обмотками ротора принимается во внимание не действительное распределение индукции, а только первая гармоническая этого распределения. Накопленный опыт математического моделирования симметричных режимов работы СЭЭС [1,7,9,15,33 1 , показывает возможность использования приведенных выше допущений при описании синхронного (/ генератора в указанных режимах. Доказательства правомерности применения третьего допущения, заключающегося в пренебрежении пространственными гармониками поля, при исследовании несимметричных режимов, в настоящее время нет. Поэтому целью данной и следующей глав работы является вывод уравнений синхронного генератора, удовлетворяющего первым .двум допу-щениям, но с учетом пространственных гармоник поля. Вывод этих уравнений будет выполнен с помощью метода преобразованных симметричных составляющих временных гармоник, рассмотренного в первой главе. Следует отметить, что разр/аботайный метод, как это показано на примере несимметричной статической нагрузки, позволяет описывать любую несимметричную цепь, в частности, синхронный генератор с несимметричными фазными обмотками. Однако, в генераторах обычных конструкций, рассматриваемых в работе, можно принять исполнение обмотки симметричным. Источником пространственных гармоник поля являются: - несинусоидадьное распределение намагниччивающих сил (н.с.) реакции якоря; - неравномерность воздушного зазора; - несинусоидальность основного поля возбуждения (полюсов). Следует отметить, что неравномерность воздушного зазора вызывается наличием зубцов и пазов, а также явнополюсной конструкцией ротора. В данной работе при разработке математической модели синхронного генератора ограничимся рассмотрением пространственных гармоник поля, вызванных неравномерностью воздушного зазора из-за явнополюсной конструкции ротора, полагая, что влияние зубцов и пазов на поля высших гармонических н.с. такое же как и на поле основной \ гармоники Г171 . Участие после.днего фактора в формировании пространственных гармоник поля в работе рассматриваться не будет, т.е. предполага ется, что основное поле синусоидально. Это допущение с достаточной степенью точности применимо к машинам с явно выраженными полюсами [ 20І . В неявнополюсных генераторах основное поле хотя и содержит высшие пространственные гармоники, но чаще всего обмотка такого ротора имеет конструкцию, поле которой не содержит третьей гармо- / ники, а вдияниелпятой и седьмой, как это показано в Г20 , можно .,„ пренебречь. \ии (Л м Рассмотрим более подробно пространственные гармоники поля, вызванные указанными причинами, и особенности их описания с помощью метода преобразованных симметричных составляющих временных гармоник, которые будут использованы в соответствующих параграфах этой и третьей главах. Н.с. катушки якоря изменяется вдоль зазора в виде прямоугольной волны. Для удобства описания происходящих в машине процессов ее обычно раскладывают на гармонические составляющие " І/ " Гі7І .
Учитывая, что в обмотке статора в несимметричных режимах протекает несинусоидальный ток, который в соответствии с предложенным методом раскладывается на симметричные составляющие временных гармоник " I ", то каждая такая составляющая создаст свой полный спектр пространственных гармоник н.с. " / ". Особенность такого представления иллюстрирует рис.2.1, где в каждой клетке находится Ft (к) - " У" пространственная гармоника н.с, создаваемая прямой, обратной или нулевой последовательностью (К=1,2,0) " I " временной гармоники тока статора и вращающаяся в ту или иную сторону Г17]. Пространственные гармоники н.с. "К", вращающиеся в одну сторону с ротором, образуют прямую последовательность.
Уравнения преобразованных симметричных составляющих временных гармоник потоке—сцеплений рассеяния обмоток статора
Основными особенностями моделей, полученных с помощью метода преобразованных симметричных составляющих временных гармоник, являются: - учет пространственных гармоник поля, вызванных несинусоидальностью н.с. и неравномерностью воздушного зазора; - определение спектральных характеристик токов и напряжений непосредственно через переменные данного метода. Причем, если определение спектральных характеристик не связано с точностью получения расчетных таков и напряжений, и может быть выполнено разными способами, например, разложением в ряд Фурье конечных результатов, полученных при использовании старых моделей, то учет пространственных гармоник поля непосредственно влияет на полноту описания исследуемых процессов.
В 2.3 была показана разная степень влияния пространственных гармоник поля, вызванных несинусоидальностью н.с, на величину потокосцепдений реакции якоря в симметричном и несимметричном режимах для неявноподюсного генератора с однослойной сосредоточенной обмоткой. Однако, как отмечалось в указанном параграфе, окончательно сделать вывод о необходимости и количестве учета пространственных гармоник на основе полученных данных даже в этом случае нельзя из-за появления высших гармонических составляющих потокосцепдений в несимметричном режиме, имеющих большие по величине производные. Учитывая это, в четвертой главе будет рассмотрено влияние указанного выше фактора на переходные и установившиеся процессы симметричных и несимметричных режимов для неявноподюсного генератора с различным исполнением статорной обмотки.
В соответствии с поставленной целью будут сравниваться и анализироваться результаты расчетов симметричных и несимметричных режимов, выполненных с ПОМОЩБЮ математических моделей, учитывающих и не учитывающих пространственные гармоники поля в синхронном генераторе .
В данном параграфе определим параметры нагрузки, обеспечивающие симметричный и несимметричный, с максимальной степенью несимметрии при выбранном типе нагрузки, режимы, а также параметры генератора, определяемые на основе обмоточных коэффициентов.
В общем случае наиболее распространенным вариантом несимметричной нагрузки является статический вентильный преобразователь. Однако, моделирование его имеет свои специфические задачи, рассмотрение которых не входит в цели настоящей работы, тем более, что условия получения различных по величине токов обратной последовательности могут быть обеспечены при работе генератора на несимметричную активную нагрузку.
Любой несимметричный режим характеризуется коэффициентом несимметрии (I.5.I). Поскольку разную степень несимметрии расчетных режимов будем создавать определенным сочетанием сопротивлений внешней цепи, то выразим этот показатель качества электроэнергии через эти параметры.
Пусть несимметричная активная нагрузка, являющаяся источником напряжения обратной последовательности, подключена к источнику сети бесконечной мощности. Уравнения такой нагрузки в сетях с изолированной нейтралью, в соответствии с методом симметричных состтвляю-щих, имеют вид:
Из полученного выражения для коэффициента несимметрии (4.1.5) следует, что максимальное значение 6г при выбранном типе нагрузки и пренебрежении величиной внутреннего сопротивления источника, не превышает единицы и может быть получено при коротком замыкании любых двух фаз ( г , = tg =0; 1ц- U =0; \= Ч =0). Минимальное значение коэффициента несимметрии равно нулю и соответствует симметричному режиму .
В реальных условиях внутреннее сопротивление источника по величине может быть соизмеримо с сопротивлением нагрузки. Поэтому рассмотрим влияние внутреннего сопротивления источника на величину коэффициента несимметрии, о целью определения значений сопротивлений внешней нагрузки расчетных режимов.
Сдожные явления, происхо,цящие в генераторе при его работе на несимметричную нагрузку, подробно рассмотрены и описаны в предыдущих главах. В 1.5 получены выражения для нахождения коэффици-циента несимметрии как отдельных временных гармоник (1.5.3), так и результирующих переменных (1.5.4) через преобразованные симметричные составляющие временных гармоник. С помощью этих выражений будут находиться значения г при заданных сопротивлениях внешней нагрузки в процессе исследований на математических моделях несимметричных режимов.
В данном параграфе для решения поставленной задачи воспользуемся величиной индуктивного сопротивления обратной последователь-юности генератора Xz позволяющего упрощенно учесть действие обратносинхронного поля в статических режимах. Вопросы, связанные с определением этого параметра, широко рассмотрены в [2,5,13,17, 21,22,38] . В таблице Ч.І представлены наиболее распространенные соотношения для нахождения этого сопротивления.
Уравнения демпферной обмотки по продольной оси
Анализ результатов вычислительного эксперимента показал различную степень влияния пространственных гармоник поля, вызванных несинусоидальностью н.с, на переходные и установившиеся, симметричные и несимметричные режимы работы: 1. Влияние пространственных гармоник поля в переходных про цессах проявляется в большей степени, чем в установившихся. Отно шение максимальных отклонений мгновенных значений фазных токов, полученных в результате сравнения результатов расчетов с исполь зованием моделей без учета и с учетом пространственных гармоник, в переходных и установившихся режимах может достигать пятикратного значения. 2. Влияние пространственных гармоник поля в несимметричных режимах проявляется в большей мере по сравнению с симметричными режимами и возрастает с увеличением степени несимметрии внешней нагрузки, что приводит к изменению не только мгновенных значений токов и напряжений, но и изменяет их спектральные характеристики. 3. Влияние пространственных гармоник поля существенно зависит от конструкции обмотки статора. Так максимальное значение отклонения фазных токов, полученное по даум моделям, отнесенное к соответствующей амплитуде фазовой гармоники установившегося тока, в переходном симметричном режиме находатся в .диапазоне от 1,18$ для равномерно распределенной обмотки до 23,28% для сосредоточенной, а в несимметричном - от 20,52% для распределенной обмотки до 110,15% для сосредоточенной. 4. Разница в значениях коэффициентов искажений, полученная в результате сравнения расчетов несимметричных режимов по .двум моделям, в зависимости от степени несимметрии может достигать величины 30%. По проделанной работе можно сделать следующие основные выводы: 1. Предложен метод исследования несимметричных режимов, основанный на получении совокупности новых переменных путем представления результирующих несимметричных и несинусоидальных токов и напряжений суммой временных несимметричных гармоник, разложении последних на симметричные составляющие с последующим преобразованием их к вращающимся осям, соответствующим прямой ciL , а1 , 0 и обратной dLD , cf0 , 0 последовательностям данной гармоники. 2. Для использования принципа структурного моделирования судовой ЭЭС, позволяющего применять разные координатные системы при описании отдельных элементов, получены уравнения, позволяющие выразить результирующие токи и напряжения, записанные во вращающихся осях сі , п , 0 , жестко связанных с ротором синхронного генератора, через преобразованные симметричные составляющие временных гармоник. Выведены матрицы приведения переменных, записанных в разных вращающихся осях,соответствующих виду последовательности и порядку временной гармоники. 3. Получена модель синхронного генератора с учетом пространственных гармоник поля, вызванных несинусоидальностью н.с. и неравномерностью воздушного зазора за счет явнополюсной конструкции ротора. Данная модель является более общей по сравнению с моделью Парка-Горева. 4. В рамках разработанной модели неявнополюсного синхронного генератора показано различное влияние пространственных гармоник поля на величины потокосцеплений реакции якоря в симметричных и несимметричных режимах. 5. Получена модель статической несимметричной нагрузки в виде уравнений с постоянными коэффициентами относительно преобразованных симметричных составляющих временных гармоник тока и напряжения. 6. Получены выражения для определения показателей качества электроэнергии несимметричных режимов на основе преобразованных симметричных составляющих временных гармоник. 7. В основе разработанных математических моделей лежат системы дифференциальных уравнений в обыкновенных произвол них, что позволяет для их численного интегрирования использовать эффективные, хорошо разработанные в настоящее время стандартные процедуры. 8. Анализ результатов вычислительного эксперимента показал существенное влияние пространственных гармоник поля, вызванных несинусоидальностью и.о., на характеристики переходных и устано- V вившихся несимметричных режимов работы судового генератора.
