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　　任何一種電力系統(tǒng)，都必須保證在額定電壓下運(yùn)行。因此保持電壓恒定是供電質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。然而，事實(shí)上電壓總是經(jīng)常變動(dòng)的。船舶電網(wǎng)相較于陸上電網(wǎng)由于容量較小使得電壓變化更加嚴(yán)重。為了保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)電壓調(diào)整器起著十分重要的作用。對其要求是：簡單可靠、靈敏度高而穩(wěn)定，穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)特性好，具有一定的強(qiáng)行勵(lì)磁能力，合理而穩(wěn)定地分配無功功率等。我院新建的電站模擬器根據(jù)實(shí)船情況對船舶電力系統(tǒng)進(jìn)行模擬，使學(xué)生在訓(xùn)練中較好地理解船舶電力系統(tǒng)的組成及原理，并熟練掌握各種操作及功能。但根據(jù)使用情況，其對動(dòng)態(tài)特性的模擬有較大失真，造成學(xué)生們在訓(xùn)練中較難理解為此，筆者在分析了同步發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)過程的基礎(chǔ)上建立其數(shù)學(xué)模型，采用CSSF語言編程，力圖使其動(dòng)態(tài)特性達(dá)到更好的仿真效果。

　　1電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立無論是大干擾還是小干擾，都使船舶電站從一個(gè)穩(wěn)態(tài)過渡到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)，從而經(jīng)歷一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。整個(gè)系統(tǒng)及其組成部件，如同步發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、原動(dòng)機(jī)、調(diào)速器及負(fù)荷，都將經(jīng)歷一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，包括電磁過渡過程和機(jī)電過渡過程。對船舶電力系統(tǒng)的各種擾動(dòng)而言，一般都是先引起電磁過渡過程，然后才是機(jī)電過渡過程。在探討電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性時(shí)，可以粗略地認(rèn)為轉(zhuǎn)速不變，因而可以不考慮調(diào)速系統(tǒng)的控制過程。|1 1.1同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型派克（Park）首先將隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的d―q坐標(biāo)應(yīng)用在同步電機(jī)的方程中，消除了電機(jī)方程中隨時(shí)間周期變化的系數(shù)，使電機(jī)方程簡單化。經(jīng)坐標(biāo)變換以后的同步電機(jī)圖形如|2丨所示，其等值電路如2所示。

　　假定所研究的同步發(fā)電機(jī)為理想電機(jī)，即不考慮電機(jī)磁滯渦流的影響，根據(jù)等值電路圖可寫出同步發(fā)電機(jī)的派克方程組，但這樣的方程式在工程上應(yīng)用會帶來處理上的不便，故將所有參數(shù)均用基準(zhǔn)值為相對單位來表示（即標(biāo)幺值）|3丨在發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)狀態(tài)研究過程中，還可以作如下假設(shè)：1）因?yàn)闄C(jī)丨俞萬能（1970-）男，工程師從事輪機(jī)模擬器方面研宄。A11.“JU1. +程組可簡化為：其中：Ud、Uq、Uf―縱、橫軸電樞、勵(lì)磁回路電壓；id、iq、if一縱、橫軸電樞、勵(lì)磁回路的電流；Xd、Xq、Xf*縱、橫軸電樞、勵(lì)磁回路的磁鏈；ra、Rf電樞、勵(lì)磁回路的電阻；Xd、Xq、Xad、Xf―相應(yīng)回路的互感、自感；P―對同步時(shí)間的微分符號。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，常常采用傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)圖或方框圖表示的更為直觀的發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型。因此根據(jù)以上方程就可得到同步發(fā)電機(jī)簡化數(shù)學(xué)模型的方框圖，如所示相復(fù)勵(lì)裝置的傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)圖。

　　1.相復(fù)勵(lì)同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型根據(jù)前面的分析，可以得出相復(fù)勵(lì)同步發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，如所示。該模型由同步發(fā)電機(jī)、相復(fù)勵(lì)裝置和負(fù)載等三部分組成。這里考慮的是單機(jī)運(yùn)行，不考慮轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，負(fù)載阻抗為恒值，不考慮定子的過渡過程。

　　2仿真及其結(jié)果分析近幾年來，控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真技術(shù)得到了廣泛的重視和應(yīng)用，出現(xiàn)了許多仿真語言如dynamo、CSMP、GPSS、GASP、SIMSCRIPT、DDS、CSSF等等。根據(jù)所示結(jié)構(gòu)鍰采用CSSF仿真語言進(jìn)行編制塊型表。發(fā)電機(jī)的參數(shù)是，Un 1.08，起始狀態(tài)為發(fā)電機(jī)空載，發(fā)電機(jī)電壓不加調(diào)節(jié)，在突加cosT=0.4的額定負(fù)載時(shí)，其仿真結(jié)果如