同步发电机标幺值的计算方法

用有名值表示的变量采用实际单位，如电压单位为伏（V），电流单位为安（A）等，虽然物理概念清晰，但不同容量电机的参数不便于比较，所以工程计算通常采用标幺值系统。标幺值的定义为

显然，各变量的标幺值是没有量纲的。

采用标幺值系统有以下优点：

1）电压、电流等参数的数值仅与它们的额定值有关，而与电机容量无关。

2）各电量的有名值往往差别很大，但归算成标幺值后，数值相对接近，这样既能反映电机的物理特性，又能减小计算中的舍入误差。

有名值一定时，选用不同的基值会得到不同的标幺值，这里介绍一套电机分析中最常用的基值系统，其基值选取的原则为

1）采用标幺值后，方程式的形式与采用有名值时相同。

2）用标幺值表示的定子与转子绕组间的互感系数是可逆的。

分析电机中各物理量的量纲可知，各量纲都可表示为电压、电流与时间三个量纲的组合。例如，当电压的量纲为V，电流的量纲为A，时间的量纲为s时，电阻的单位Ω可用电压、电流的量纲表示，即Ω的量纲为V/A；电感的单位H的量纲为V·s/A，其他的变量也可以从这三个基本物理量的量纲导出。按照采用标幺值后方程式的形式不变的原则来确定基值时，首先可独立地选取电压、电流、时间的基值，其余各变量的基值则需根据它们与这三个基本物理量的关系导出。下面介绍各变量的基值如何选取。2.2.3.1 定子侧变量基值的选取

在同步发电机的方程式中，定子电压、电流、磁链均以瞬时值形式出现，因此，电压、电流基值常选用其额定值的幅值，而不是有效值。具体选取如下：

定子电压基值u_B选取定子相电压额定值的幅值，即。

定子电流基值i_B选取定子相电流额定值的幅值，即。

时间基值，ω_N为系统额定角频率，单位为弧度每秒（rad/s），f_N为系统额定频率，单位为赫兹（Hz），即。

以上三个变量是独立选取其基值的，为了保持方程式形式在用标幺值表示时不变，以下变量的基值需根据量纲关系，从上面的三个基值导出。

电气角速度基值：

机械角速度基值：

式中，n_p为发电机的极对数。(www.xing528.com)

频率基值：

阻抗基值：

电感基值：

磁链基值：

以下基值按惯用方法选取：功率基值取三相额定视在功率，即

功率基值：

式中，U_N、I_N为定子相电压、相电流额定值。

转矩基值：2.2.3.2 转子侧变量基值的选取

转子侧各绕组的变量、时间、频率和角速度的基值均选取成与定子侧相同。对于各绕组的基准电压u_fB、u_DB、u_gB、u_QB和基准电流i_fB、i_DB、i_gB、i_QB，通常是先选定其中一个，然后根据各绕组基准容量与定子侧基准容量相等的条件，确定另外一个，即

可以证明，按照上述方法选取转子侧的基值，定子等效绕组和转子各绕组间的互感系数标幺值是可逆的。

确定了基准电压和基准电流后，就可以确定其他物理量的基值。

励磁绕组f的基值：

d轴阻尼绕组D的基值：

q轴阻尼绕组g的基值：

q轴阻尼绕组Q的基值：

按照上述原则，转子侧的基值还可以有很多选取方法，受本书篇幅限制，不再一一赘述了。