[发明专利]一种具有图形显示的无刷励磁系统响应计算方法

摘要

本发明提供了一种具有图形显示的无刷励磁系统响应计算方法，其特征在于，步骤为：先输入无刷励磁机特性曲线数据，拟合无刷励磁机特性曲线，并自动显示曲线，求取每计算点处励磁电源的输出电压与励磁绕组电阻上压降的电压差值，求取每计算点处电压差值与励磁绕组电感的比值及两计算点间该比值的平均，再运用函数得到电压VODC与时间t的关系函数f_VDCvsT(x)，求取电压上升到汽轮发电机额定励磁电压所需的时间t0及电压上升到强励顶值电压所需的时间t_CR，求取电压响应比RATIO。本发明提供了一种具有图形显示的无刷励磁系统响应计算方法，该算法简洁明了，并具有实时图形显示，实用性强。

主权项

1.一种具有图形显示的无刷励磁系统响应计算方法，其特征在于，步骤为：步骤1、输入无刷励磁机特性曲线数据IFO和VODC，其中，IFO指励磁机的励磁电流，VODC指励磁机的输出电压，运用函数IFVDC＝lspline(IF0，VODC)和ff(x)＝interp(IFVDC，IFO，VODC，x)拟合无刷励磁机特性曲线，并自动显示曲线ff(x)，其中，lspline及interp为MathCAD软件中的样条插值函数；步骤2、计算励磁机特性曲线的斜率Dff(x)，并求出每个计算点上的斜率，则第i个计算点的斜率S_xi＝Dff(IFO_i)，其中，Dff表示求导运算，IFO_i表示励磁机的励磁电流值系列；步骤3、输入励磁机的气隙线斜率S₀，励磁绕组电感L_f，汽轮发电机额定励磁电压VNDC，汽轮发电机额定励磁电流IFN，汽轮发电机转子绕组电阻R_f100；步骤4、求取每个计算点处的计算电感，则第i个计算点处的计算电感步骤5、求取每个计算点处的无刷励磁机励磁绕组上的压降，则第i个计算点处的无刷励磁机励磁绕组上的压降Vf_i＝R_f100·IFO_i；步骤6、输入无刷励磁机的励磁电源的调整特性曲线数据PIFO和PVODC，其中，PIFO和PVODC分别指励磁机的励磁电源输出的电流和电压，运用函数PIFVDC＝pspline(PIFO，PVODC)和pff(x)＝interp(PIFVDC，PIFO，PVODC，x)拟合该特性曲线，其中，pspline为MathCAD软件中的样条插值函数；步骤7、求取每计算点处励磁电源的输出电压与励磁绕组电阻上压降的电压差值，则第i个计算点处励磁电源的输出电压与励磁绕组电阻上压降的电压差值VFV_i＝VR_i-Vf_i，其中，VR_i为第i个计算点处励磁电源的输出电压，Vf_i为第i个计算点处励磁机励磁绕组上的压降；步骤8、求取每计算点处电压差值与励磁绕组电感的比值及两计算点间该比值的平均值，则第i个计算点处电压差值与励磁绕组电感的比值该计算点与第i+1个计算点处该比值的平均值步骤9、求取第i个计算点至第i+1个计算点间电压上升所需的时间ΔIF表示第i个计算点至第i+1个计算点间励磁机励磁电流的差值；步骤10、求取电压从零开始上升到每一计算点所需的时间，则电压从零开始上升到第i个计算点所需的时间t_i＝t_i-1+Δt_i，其中，t_i-1为电压从零开始上升到第i-1个计算点所需的时间，Δt为第i-1个计算点至第i个计算点间电压上升所需的时间，再运用函数VDCvsT＝lspline(t，VODC)及f_VDCvsT(x)＝interp(VDCvsT，t，VODC，x)得到电压VODC与时间t的关系函数f_VDCvsT(x)；步骤11、求取电压上升到汽轮发电机额定励磁电压所需的时间t₀及电压上升到强励顶值电压所需的时间t_CR；步骤12、求取考虑顶值电压后，电压从额定电压开始上升时对应每一计算点的励磁机的输出电压，则第i个计算点的励磁机的输出电压VDC_i＝if(f_VDCvsT(t_i+t₀)＜CRv，f_VDCvsT(t_i+t₀)＜CRv，CRv)，其中，if为条件运算符，f_VDCvsT(t_i+t₀)表示在t_i+t₀时励磁机输出的励磁电压，CRv表示励磁机的顶值电压，并运用函数M＝lspline(t，VDC)和g(y)＝interp(M，t，VDC，y)拟合电压上升曲线g(y)，并自动绘出电压上升曲线g(y)，其中，t表示离散的时间点系列，VDC表示计算的励磁机的输出电压系列，y为表示连续的时间变量；步骤13、根据g(t_VR)＝(CRv-VNDC)*0.95+VNDC，求取电压上升时间t_VR；步骤14、求取电压响应比RATIO，先根据求出u值，其中，g(0)表示强励前励磁机的起始励磁电压，VNDC表示等于励磁机的起始励磁电压，g(0)等于VNDC，再根据算出电压响应比RATIO。