1.3 本書主要內(nèi)容

本書結(jié)合雙繞組發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)和工程需要，系統(tǒng)深入地研究并簡(jiǎn)化了雙繞組發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，得出了適用于解析分析和電路模型仿真的基本方程和等效電路；在此基礎(chǔ)上，用解析、仿真和試驗(yàn)的方法系統(tǒng)研究了雙繞組發(fā)電機(jī)的交直流側(cè)同時(shí)突然短路和交流側(cè)帶負(fù)載時(shí)直流側(cè)突然短路兩種工況。

需要說明一點(diǎn)，本書所說的交流側(cè)和直流側(cè)含義為：交流側(cè)（或交流繞組）是指3/12相雙繞組發(fā)電機(jī)的三相交流繞組；直流側(cè)是指3/12相雙繞組發(fā)電機(jī)十二相繞組整流橋后的直流側(cè)；如果要說3/12相雙繞組發(fā)電機(jī)十二相交流繞組，則指整流繞組前的交流側(cè)。

本書具體內(nèi)容如下：

1）在參考文獻(xiàn)［5, 20, 97］的基礎(chǔ)上，引入適當(dāng)?shù)募僭O(shè)條件（整流繞組各Y之間以及整流繞組各Y繞組與交流繞組之間互感相等），減少了雙繞組發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型的參數(shù)，從而簡(jiǎn)化了基本方程；通過深入揭示雙繞組發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子各個(gè)回路間的耦合關(guān)系，導(dǎo)出了有關(guān)參數(shù)的相互關(guān)系式；通過將十二相繞組等效為一個(gè)三相Y繞組，并將其折算到三相交流繞組，導(dǎo)出了簡(jiǎn)明的基本方程和詳細(xì)的等效電路；在此基礎(chǔ)上，闡明了普通三相電機(jī)與雙繞組發(fā)電機(jī)的內(nèi)在聯(lián)系，使三相發(fā)電機(jī)的有關(guān)分析方法可以引申到雙繞組發(fā)電機(jī)的分析中來(lái)，從而為研究雙繞組發(fā)電機(jī)奠定理論基礎(chǔ)。

2）應(yīng)用建立的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型，采用解析法研究了3/12相雙繞組發(fā)電機(jī)交直流側(cè)同時(shí)突然短路的過渡過程，給出了時(shí)間常數(shù)、交流側(cè)和整流繞組交流側(cè)短路電流的完整表達(dá)式以及直流側(cè)最大短路電流的計(jì)算公式；通過適當(dāng)?shù)慕疲M(jìn)一步給出適合工程應(yīng)用的近似和簡(jiǎn)明的交流側(cè)短路電流表達(dá)式以及直流側(cè)最大短路電流的估算公式，并詳細(xì)研究了線路電阻對(duì)短路電流的影響；分析研究了交、直流單獨(dú)突然短路電流與交直流同時(shí)突然短路電流的關(guān)系；通過工程樣機(jī)和模擬樣機(jī)實(shí)機(jī)試驗(yàn)檢驗(yàn)了理論分析的準(zhǔn)確性。

3）用解析的方法分析了交流帶負(fù)載時(shí)直流側(cè)空載突然短路的短路電流，給出了交流帶負(fù)載時(shí)直流側(cè)的空載電壓及穩(wěn)態(tài)運(yùn)行相量圖（短路前）、給出了時(shí)間常數(shù)、交流側(cè)和整流繞組交流側(cè)短路電流的完整表達(dá)式以及直流側(cè)最大短路電流的計(jì)算公式；通過適當(dāng)?shù)慕疲M(jìn)一步給出適合工程應(yīng)用的整流繞組交流側(cè)短路電流近似表達(dá)式以及直流側(cè)最大短路電流的估算公式；分析了交流負(fù)載對(duì)直流側(cè)短路電流的影響；證明了單純直流側(cè)短路電流的計(jì)算公式僅是本書所得交流帶負(fù)載時(shí)直流側(cè)突然短路電流計(jì)算公式的一個(gè)特例；通過試驗(yàn)檢驗(yàn)了理論分析的準(zhǔn)確性。

4）根據(jù)雙繞組發(fā)電機(jī)與普通三相電機(jī)的內(nèi)在聯(lián)系，參考普通三相電機(jī)突然短路電磁轉(zhuǎn)矩的研究方法，導(dǎo)出了雙繞組發(fā)電機(jī)交、直流同時(shí)突然短路和交流側(cè)帶負(fù)載時(shí)直流側(cè)空載突然短路的交變轉(zhuǎn)矩、平均轉(zhuǎn)矩及總轉(zhuǎn)矩的簡(jiǎn)明解析表達(dá)式。

5）建立了雙繞組發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的一般電路仿真模型（不采用引入假設(shè)條件的模型），并通過試驗(yàn)和仿真驗(yàn)證了其準(zhǔn)確性。用該模型仿真研究了交、直流同時(shí)突然短路，交流側(cè)帶負(fù)載時(shí)直流側(cè)空載突然短路和直流側(cè)帶負(fù)載時(shí)交流側(cè)突然短路的短路電流和電磁轉(zhuǎn)矩，進(jìn)一步說明了解析分析的準(zhǔn)確性和電路模型仿真的優(yōu)越性；通過仿真檢驗(yàn)了本書所引入的兩個(gè)假設(shè)對(duì)短路電流和電磁轉(zhuǎn)矩的影響，從而說明了兩個(gè)假設(shè)條件的合理性與局限性。

6）給出典型雙繞組發(fā)電機(jī)額定電壓下的各種突然短路極限值及其相互關(guān)系，為雙繞組發(fā)電機(jī)及其保護(hù)裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。