第20卷第1期哈尔滨工程大学学报Vol.20,№.11999年2月JournalofHarbinEngineeringUniversityFeb.,1999起动大功率异步电动机对船舶电网影响的仿真研究李一丹刘勇郭镇明(哈尔滨工程大学自动化学院,哈尔滨150001)摘要起动大功率异步电动机对船舶电网的稳定性影响很大.本文提出了一种按暂态过程来分析起动过程的方法,并应用广为流传的MATLAB仿真语言对起动过程进行了计算机仿真.①关键词电力系统;起动过程;异步电动机;计算机仿真分类号TP391.91SimulationoftheEffectofStartingHighPowerAsynchronousMotorsonShipPowerSystemLiYidanLiuYongGuoZhenming(AutomationCollege,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001)AbstractStartinghighpowerasynchronousmotorsaffectsthestabilityofshippow2ersystemgreatly.Thispaperproposesamethodofanalyzingthestartingprocessbywayoftransientprocess.Besides,startingprocessesaresimulatedbyusingpopularcomputersimulationlanguageMATLAB.Thepermissiblepowerduringstartingasyn2chronousmotorscanbegained.Keywordspowersystem;startingprocess;asynchronousmotor;computersimulation0引言船舶电力系统担负着向船上所有用电设备提供电能保障的重要任务,并确保对影响船舶性能和安全的重要用电设备提供连续不间断的电能.船舶电网不同于陆上的无穷大电网,电站容量较小,单机容量与某些大的船用负载可相比拟,当大的电动机起动时,对电网的稳定性将有较大的影响.本文针对某艇的电网,研究了起动大功率异步电动机对电网的影响,为电网的安全运行打下了理论基础.该船具有大量辅机用电设备,且大多数采用鼠笼式异步电动机拖动,鼠笼式异步电动机的起动电流可为几倍的额定电流,起动时电网电压会急剧下降,因此大容量异步电动机的起动将直接影响电网供电质量.电网的稳定性包括起动过程中电网电流、电压、①收稿日期:1998-11-17责任编辑:刘玉明©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第1期李一丹等:起动大功率异步电动机对船舶电网影响的仿真研究·35·频率等的变化情况,通过研究起动电动机对电网稳定性的影响,可以确定起动过程对电网电压的影响,确定继电保护需要避开的起动电流和起动时间等.可见,研究大功率异步电动机的起动十分必要.本文采用当前广为流行的计算机仿真语言MATLAB,实现了用暂态过程来分析起动过程的仿真方法.1异步电动机起动过程的数学模型[1,3]仿真结果与实际情况是否相符,在很大程度上取决于数学模型的建立,应该根据不同的研究目的,在不同的坐标系下建立数学模型.电力系统中常用的坐标系有以下几种[2]:(1)a,b,c———三相坐标系;(2)d,q,0———与转子同步旋转的坐标系;(3)dc,qc,0———同步恒速旋转的坐标系.用a,b,c坐标系统建立的基本方程是变系数方程,直接求解比较困难.为避免出现时变参数,可以将转子及定子各量转换为d,q,0坐标系统中的量.为此选择d,q,0坐标为统一坐标,建立数学模型.(1)同步发电机数学模型电压方程ud=pΨd-Ψqω-riduq=pΨq+Ψdω-riqufd=pΨfd+Rfdifd(1)0=pΨ1d+R1di1d0=pΨ1q+R1qi1q磁链方程Ψd=-xdid+xadifd+xadi1dΨq=-xqiq+xaqi1qΨfd=-xadid+xffdifd+xf1di1d(2)Ψ1d=-xadid+xf1difd+x11di1dΨ1q=-xaqiq+x11qi1q式中,u表示电压;i表示电流;Ψ表示磁链;p表示算子d/dt;下标d代表纵轴分量;下标q代表横轴分量;a代表定子绕组;f表示励磁;1表示阻尼绕组.同步发电机运动方程dωH=T-T(3)dt1e式中,H为惯性常数,Te为同步发电机的电磁