Подготовительный этап методики · Восстановление электрических характеристик синхронного генератора
Последовательность решения, отчёт и критерии результата
От геометрии и обмоток переходят к потокосцеплениям и ЭДС, затем к характеристикам ХХ, КЗ, нагрузки и регулирования. Эти характеристики определяют требуемое возбуждение и допустимый электрический режим.
Результат этого этапа — проверенная постановка или воспроизводимая процедура перед серией расчётов.
Последовательность решения
Обосновать постановку и способ измерения. Для характеристики запишите, что фиксировано: скорость, возбуждение, напряжение, нагрузка или мощность. Скоростная ЭДС восстанавливается из пространственного потокосцепления.
Направления и нормировка abc–dq. Выполните действия практикума по его исходной таблице. Методика и учебные файлы доступны. Проверки относятся к указанным в занятии примерам и версиям; заводская точность и завершённость всего численного цикла не заявляются.
Оформление наблюдений. Возбуждение, скорость, фазные потокосцепления, ЭДС и согласованные токи/напряжения в объёме конкретного опыта; независимые условия каждой строки.
Как обосновать результат
Точность и расхождения. Критерий этого этапа — соответствие исходным данным, топологии, назначениям и процедуре повторного открытия. Численный допуск поля здесь не назначают: поле ещё не является защищаемым результатом. Расхождения размеров и параметров фиксируйте с единицами и происхождением.
Вывод для устройства
Свяжите полученную характеристику с выбором возбуждения, регулированием напряжения или допустимым режимом; укажите, какие проверки нужны для полной машины.
Границы вывода. Каждая характеристика требует своих независимых условий и скорости. Двумерный срез, заданные токи и статическое поле не подтверждают автоматически режим на сеть, устойчивость и полную мощность реального генератора.
Теория и вывод формул
Как сохранить знаки и мощность при переходе от фазных токов к вращающимся осям?
Механический и электрический углы; \theta e=p\theta m
рад
p
Число пар полюсов; для ТВВ-320-2 p=1
1
ULL; I
Линейное напряжение и фазный ток RMS основной симметричной составляющей
В; А
id; iq; If
Амплитудные токи d–q и постоянный ток возбуждения
А
λd; λq; λf
Потокосцепления в согласованной нормировке
Вб·виток
Pg; Qg; T
Отдаваемые активная и реактивная мощности; момент против часовой стрелки
Вт; вар; Н·м
Выбранные направления
Ось z направлена к наблюдателю, положительный механический угол отсчитывается против часовой стрелки. Положительный ток цепи входит в её положительный вывод. Это пассивное, или двигательное, соглашение: положительная мощность на зажимах поступает в машину. Мощность, отдаваемая генератором, равна минус этой величине.
Ось d совпадает с положительным направлением поля возбуждения. Ось q повёрнута от d против часовой стрелки на 90 электрических градусов. Угол \theta отсчитывается от магнитной оси фазы A к d. В geometry.py первый паз расположен под 80^\circ: это выбор начала координат курса. Совместно с таблицей сторон он размещает магнитную ось A по +x; это не заводской установочный угол.
Числа i_d и i_q являются мгновенными координатами амплитудно-инвариантного преобразования. В установившейся симметричной синусоидальной системе √(i_d^{2}+i_q^{2}) равно амплитуде фазного тока. Умножение на √2 уже после задания i_d,i_q ошибочно, если они изначально заданы как пиковые координаты. Значения четырёх состояний вложения требуют отдельного согласования исходной нормировки.
Опорные оси фаз имеют \alpha A=0, \alpha B=2\pi /3, \alpha C=-2\pi /3. Это фиксирует знак q.
Для принятого равного деления тока мощность сопряжения равна iA d[(\lambda _{A1}+\lambda _{A2})/2]/dt. Поэтому фазное потокосцепление является средним ветвей, а не их суммой.
Равное деление токов ветвей — ограничение текущей модели; при несимметрии требуется проверка реальной схемы и циркулирующих токов.
Реестр формул и библиография в файлах занятия отделяют собственные выводы от доступных первоисточников. Недоступные тексты и текстовое распознавание PDF не объявлены полной визуальной проверкой.
Разобранный численный пример
Разбор учебного результата
Дано. ТВВ-320-2; документированные входы и точные версии программ из файлов занятия.
В physics.py сопоставьте abc_to_dq0 и dq0_to_abc с формулами. Проверьте порядок A,B,C.
Запустите run_basics.py: при \theta =0 задаются токи [√2 I б, -I б/√2, -I б/√2].
Проверьте i_d=√2 I б, i_q\approx 0 и i0\approx 0. Повторите при нескольких углах через обратное преобразование.
Для произвольных фазных u и i вычислите мощность напрямую и в dq0. Проверка должна включать ненулевую нулевую последовательность.
Ответ: Единая амплитудно-инвариантная система и исполняемая проверка обратного преобразования.
Проверка: Равное деление токов ветвей — ограничение текущей модели; при несимметрии требуется проверка реальной схемы и циркулирующих токов.
В physics.py сопоставьте abc_to_dq0 и dq0_to_abc с формулами. Проверьте порядок A,B,C.
Запустите run_basics.py: при \theta =0 задаются токи [√2 I б, -I б/√2, -I б/√2].
Проверьте i_d=√2 I б, i_q\approx 0 и i0\approx 0. Повторите при нескольких углах через обратное преобразование.
Для произвольных фазных u и i вычислите мощность напрямую и в dq0. Проверка должна включать ненулевую нулевую последовательность.
Ожидаемый результат. Единая амплитудно-инвариантная система и исполняемая проверка обратного преобразования.
Как проверить. Равное деление токов ветвей — ограничение текущей модели; при несимметрии требуется проверка реальной схемы и циркулирующих токов.
Оценка результата
Как сохранить знаки и мощность при переходе от фазных токов к вращающимся осям?
Сопоставьте контрольные величины, входы, версии и допуски.
Самостоятельная работа
Выведите формулу мощности подстановкой обратного Парка. Повторите проверку для u=[321,-43{,}57] В, i=[7,-2{,}9] А и \theta =0{,}3 рад. Обе мощности должны совпасть до округления.
Критерий выполнения: Соблюдены определения, единицы, условия и критерии занятия. Равное деление токов ветвей — ограничение текущей модели; при несимметрии требуется проверка реальной схемы и циркулирующих токов.