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编辑推荐

适读人群 ：从事新型发电机研发设计的科研人员，高等院校电机工程等专业高年级师生
《双绕组交直流发电机过渡过程分析及应用》是海军工程大学教授、博士生导师军队科技领军人才培养对象、政府特殊津贴专家孙俊忠教授关于双绕组交直流发电机的科研成果专著，非常具有参考价值！

内容简介

《双绕组交直流发电机过渡过程分析及应用》结合双绕组发电机的特点和工程需要，系统深入地研究并简化了双绕组发电机的数学模型，得出了适用于解析分析和电路模型仿真的基本方程和等效电路。在此基础上，用解析、仿真和试验的方法，系统研究了双绕组发电机在交直流侧同时突然短路、交流侧带负载时直流侧突然短路、直流侧带负载时交流侧突然短路等三种工况下的运行特点。《双绕组交直流发电机过渡过程分析及应用》供从事新型发电机研发设计的科研人员使用，也可供高等院校电机工程等专业高年级师生参考。

作者简介

孙俊忠
1983年-1990年，海军工程学院本科、硕士
1999年-2002年，海军工程大学，电气工程专业博士
2003年-2005年，清华大学电气工程博士后科研流动站工作
现为海军潜艇学院教授，博士生导师，军队科技领军人才培养对象，政府特殊津贴专家。研究领域包括电机过渡过程、电机与电器设备检测、电力电子技术应用等。获国家科技进步一等奖1项，军队科技进步一等奖2项，军队教学成果二等奖1项，军队科技进步三等奖4项，发明专利1项，推广应用科研成果6项。指导研究生10余名，博士后1名，撰写学术论文26篇，荣立二等功2次。

目录

前言
符号表
第１章　绪论１
　１.１　双绕组发电机产生背景和意义１
　１.２　国内外研究现状及存在问题３
　　１.２.１　多相电机及发电机整流系统研究３
　　１.２.２　双绕组发电机研究７
　　１.２.３　双绕组发电机突然短路研究８
　１.３　本书主要内容１１
第２章　基本电磁关系和电路模型１４
　２.１　概述１４
　　２.１.１　结构特点１４
　　２.１.２　基本假设１４
　　２.１.３　正方向选择１５
　２.２　基本方程１５
　　２.２.１　简化假设１６
　　２.２.２　定子方程１６
　　２.２.３　转子方程２０
　２.３　耦合关系２０
　２.４　十二相整流绕组的等效２３
　　２.４.１　基本思想２３
　　２.４.２　等效后的电磁量２３
　　２.４.３　等效后的基本方程２３
　２.５　等效整流绕组的折算２４
　　２.５.１　折算后的电磁量２４
　　２.５.２　折算后的基本方程２５
　２.６　等效电路和运算电抗２６
　　２.６.１　磁链等效电路２６
　　２.６.２　电压等效电路２８
　　２.６.３　参数换算关系２９
　　２.６.４　运算电抗２９
　　２.６.５　超瞬变、瞬变和同步电抗３２
　　２.６.６　时间常数３２
　２.７　输出功率和电磁转矩３３
　　２.７.１　输出功率３３
　　２.７.２　电磁转矩３４
　２.８　电路仿真模型３４
　　２.８.１　基本方程和等效电路３５
　　２.８.２　电路仿真模型３８
　２.９　本章小结４３
第３章　交直流同时突然短路过渡过程分析４６
　３.１　引言４６
　３.２　短路后的基本方程４７
　　３.２.１　稳态空载运行４７
　　３.２.２　突然短路后的基本方程４７
　３.３　定转子短路时间常数４８
　　３.３.１　特征方程４８
　　３.３.２　定子时间常数５０
　　３.３.３　转子时间常数５１
　３.４　短路电流５２
　　３.４.１　短路电流的运算表达式５２
　　３.４.２　运算式的展开５４
　　３.４.３　短路电流表达式５５
　３.５　线路电阻对短路电流的影响６４
　　３.５.１　交流侧线路电阻的影响６４
　　３.５.２　直流侧线路电阻的影响６６
　　３.５.３　线路电阻对交直流同时短路电流影响的仿真研究６８
　３.６　交直流同时短路电流与交流、直流单独短路电流的关系７０
　　３.６.１　交流侧短路电流关系７０
　　３.６.２　直流侧短路电流关系７１
　３.７　交直流同时突然短路的电磁转矩７３
·Ⅵ· 双绕组交直流发电机过渡过程分析及应用
　　３.７.１　交变转矩７４
　　３.７.２　平均转矩７５
　　３.７.３　总电磁转矩７７
　　３.７.４　最大转矩估算７７
　３.８　突然短路工况下的仿真与试验７９
　　３.８.１　交流三相突然短路的仿真与试验研究７９
　　３.８.２　直流侧突然短路仿真与试验研究８１
　　３.８.３　交直流同时突然短路仿真与试验研究８３
　　３.８.４　电磁转矩的仿真与试验８７
　３.９　本章小结９０
第４章　交流侧带负载时直流侧突然短路过渡过程分析９２
　４.１　短路前稳态运行９２
　　４.１.１　负载方程９２
　　４.１.２　交流绕组稳态电流９２
　　４.１.３　整流绕组稳态电压９３
　　４.１.４　矢量图９３
　４.２　直流侧短路后的基本方程９４
　４.３　定转子短路时间常数９５
　　４.３.１　特征方程９５
　　４.３.２　定子时间常数９７
　　４.３.３　转子时间常数９９
　４.４　短路电流９９
　　４.４.１　短路电流变化量的运算表达式９９
　　４.４.２　ｄ、ｑ轴短路电流变化量的展开式１００
　　４.４.３　ａｂｃ坐标系短路电流１０１
　　４.４.４　交流侧电压的变化１０４
　　４.４.５　整流绕组交流侧短路电流近似式１０６
　　４.４.６　直流侧最大短路电流１０６
　４.５　电磁转矩１０７
　　４.５.１　交变转矩１０７
　　４.５.２　平均转矩１０８
　　４.５.３　总电磁转矩１０９
　４.６　仿真与试验验证１１０
目　　录·Ⅶ
　　４.６.１　短路电流１１０
　　４.６.２　电磁转矩１１１
　４.７　交流负载对短路电流的影响１１３
　　４.７.１　负载大小对短路电流的影响１１４
　　４.７.２　负载功率因数对短路电流的影响１１５
　　４.７.３　与空载短路的比较１１７
　４.８　本章小结１１８
第５章　直流侧带负载时交流侧突然短路的过渡过程分析１２０
　５.１　对称短路１２０
　５.２　不对称短路１２１
　５.３　说明１２２
第６章　短路电流和电磁转矩综合分析１２６
　６.１　等互感与不等互感模型对短路电流的影响１２６
　　６.１.１　对交流侧和直流侧电流的影响１２６
　　６.１.２　对整流绕组交流侧电流的影响１２９
　６.２　典型双绕组发电机额定电压下突然短路冲击电流比较１３０
　６.３　典型双绕组发电机额定电压下突然短路冲击转矩比较１３３
　６.４　本章小结１３６
附录１３９
　附录Ａ　样机的主要参数１３９
　附录Ｂ　运算式展开及短路电流计算１４０
　参考文献１４８

符　号　表

前言/序言

在舰船、飞机、移动通信站、石油钻井平台等独立系统中，经常同时需要体积小、重量轻的高品质交流电源和直流电源，为此马伟明院士提出了双绕组交直流发电机系统的解决方案。
双绕组交直流发电机因其优化设计，可很好地满足移动系统对电源品质、体积和重量的严格要求，并显著降低成本。随着综合全电力系统的迅速发展，其必将在舰船、飞机、移动通信站和石油钻井平台等系统中获得越来越广泛的应用。由于涉及两套绕组复杂的电磁影响，双绕组交直流发电机的过渡过程十分复杂，尤其是解析分析更是特别困难，而本书正是针对这一问题而展开论述的。
本书是作者从事该领域多年研究的成果总结，研究方法主要采用等效电路的方法，提出了准确反映两套绕组电磁耦合关系的多相电机等效电路；在此基础上，针对该型电机出线端各类短路工况，给出了各故障情况下电流和电磁转矩解析求解和仿真分析的方法，从而全面、系统地研究了双绕组交直流发电机的过渡过程特性。本书提出的分析方法不仅有效地解决了双绕组交直流发电机过渡过程分析的难题，而且对于其他特种电机特性分析具有很好的借鉴作用，为解决多相电机复杂电磁分析提供了一种简明方法。
本书共包括６章：第１章绪论，主要介绍双绕组交直流发电机的产生背景、研究现状与研究内容；第２章基本电磁关系和电路模型，主要对双绕组交直流发电机基本电磁关系进行了分析与数学建模；第３、４、５章分别为交直流同时突然短路、交流侧带负载时直流侧突然短路、直流侧带负载时交流侧突然短路的过渡过程分析，主要针对双绕组交直流发电机不同短路故障工况下的电流与电磁转矩进行分析、仿真与试验验证；最后一章则重点对双绕组交直流发电机短路电流和电磁转矩问题进行了综合分析与比较。
本书的撰写是在我的导师马伟明院士的精心指导下完成的，谨以此书献给马伟明院士。
蔡巍博士在本书编写过程中，做了大量工作，在此表示衷心感谢。
由于作者水平所限，书中难免存在缺点和错误，欢迎读者批评指正。
孙俊忠
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