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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行。因此保持電壓恒定是供電質(zhì)量的重要指標之一。然而，事實上電壓總是經(jīng)常變動的。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重。為了保證電力系統(tǒng)的正常運行，同步發(fā)電機自動電壓調(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)、動態(tài)特性好，具有一定的強行勵磁能力，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)實船情況對船舶電力系統(tǒng)進行模擬，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)電機動態(tài)過程的基礎(chǔ)上建立其數(shù)學(xué)模型，采用CSSF語言編程，力圖使其動態(tài)特性達到更好的仿真效果。

　　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穩(wěn)態(tài)過渡到另一個穩(wěn)態(tài)，從而經(jīng)歷一個動態(tài)過程。整個系統(tǒng)及其組成部件，如同步發(fā)電機、勵磁調(diào)節(jié)器、原動機、調(diào)速器及負荷，都將經(jīng)歷一個動態(tài)過程，包括電磁過渡過程和機電過渡過程。對船舶電力系統(tǒng)的各種擾動而言，一般都是先引起電磁過渡過程，然后才是機電過渡過程。在探討電力系統(tǒng)的動態(tài)特性時，可以粗略地認為轉(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坐標應(yīng)用在同步電機的方程中，消除了電機方程中隨時間周期變化的系數(shù)，使電機方程簡單化。經(jīng)坐標變換以后的同步電機圖形如|2丨所示，其等值電路如2所示。

　　假定所研究的同步發(fā)電機為理想電機，即不考慮電機磁滯渦流的影響，根據(jù)等值電路圖可寫出同步發(fā)電機的派克方程組，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)均用基準值為相對單位來表示（即標幺值）|3丨在發(fā)電機動態(tài)狀態(tài)研究過程中，還可以作如下假設(shè)：1）因為機丨俞萬能（1970-）男，工程師從事輪機模擬器方面研宄。A11.“JU1. +程組可簡化為：其中：Ud、Uq、Uf―縱、橫軸電樞、勵磁回路電壓；id、iq、if一縱、橫軸電樞、勵磁回路的電流；Xd、Xq、Xf*縱、橫軸電樞、勵磁回路的磁鏈；ra、Rf電樞、勵磁回路的電阻；Xd、Xq、Xad、Xf―相應(yīng)回路的互感、自感；P―對同步時間的微分符號。

　　在實際應(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)電機簡化數(shù)學(xué)模型的方框圖，如所示相復(fù)勵裝置的傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)圖。

　　1.相復(fù)勵同步發(fā)電機的數(shù)學(xué)模型根據(jù)前面的分析，可以得出相復(fù)勵同步發(fā)電機的數(shù)學(xué)模型，如所示。該模型由同步發(fā)電機、相復(fù)勵裝置和負載等三部分組成。這里考慮的是單機運行，不考慮轉(zhuǎn)速的波動，負載阻抗為恒值，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仿真語言進行編制塊型表。發(fā)電機的參數(shù)是，Un 1.08，起始狀態(tài)為發(fā)電機空載，發(fā)電機電壓不加調(diào)節(jié)，在突加cosT=0.4的額定負載時，其仿真結(jié)果如