(Начало статьи в №4 журнала)
В данной работе при моделировании новых ЭМТС используется известная методология расчета установок по взаимосвязанным подсистемам (в связи с указанными преимуществами). При этом используются схемы замещения элементов с сосредоточенными параметрами.
Наиболее сложными элементами в рассматриваемых ЭМТС являются электрические машины (ЭМ), в частности СГ. Они содержат много взаимосвязанных элементов, в том числе нелинейных, различные варианты конструкций. Исследования этих машин и математические описания выполняются более 100 лет специалистами во всем мире. Конструкции машин изменяются, методики расчета корректируются, возникают задачи анализа процессов в машинах при работе совместно с полупроводниковыми преобразователями.
Первоначальные математические описания СМ выполнялись в координатах фаз при синусоидальных токах и напряжениях.
В 1930 г. Р. Парк предложил рассматривать электромеханические процессы в синхронной машине по двум взаимно перпендикулярным осям – d и q. Указанные оси являются осями симметрии ротора и вращаются вместе с ротором. По осям dq машина представляется двумя схемами замещения, в которых учитываются индуктивности рассеяния и активные сопротивления контуров статора и ротора, индуктивности взаимной индукции контуров, а также напряжение возбуждения.
При представлении СМ схемами замещения введены допущения:
– распределение магнитодвижущих сил и магнитного потока синусоидально в пределах полюсного деления;
– насыщение стали отсутствует;
– вытеснения токов в проводниках нет;
– параметры (активные сопротивления, индуктивности) постоянны.
Преобразование синусоидальных токов и напряжений фаз СМ к осям dq позволило Р. Парку сформировать систему уравнений с постоянными коэффициентами. Это открыло возможность аналитического исследования электромагнитных и электромеханических переходных процессов СМ. В дальнейшем описание СМ в осях dq использовалось также для расчетов и анализа процессов на ЭВМ.