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研究生:游新羽
研究生(外文):Shin-Yeu Yu
論文名稱:三相獨立自激感應電機及三相獨立串接自激同步電機在交互切換下之分析
論文名稱(外文):A Study on An Isolated Self-excited Induction Machine and Series Connected Self-excited Synchronous Machine Under Switching Conditions
指導教授:王醴
指導教授(外文):Li Wang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:電機工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:155
中文關鍵詞:串接自激同步電機
外文關鍵詞:series connected self-excited synchronous machin
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本論文探討一部三相繞線型轉子感應電機在定子端連接三相自激電容做自激發電下,其兩種不同運轉模式之交互切換特性,一種運轉模式為感應發電機,其轉子Y連接繞組端點直接短路;另一種運轉模式為串接同步發電機,其轉子Y連接繞組直接以異相序方式與定子繞組做串聯連接。文中以三相a-b-c軸模型推導微分方程式,以分析一機-兩運轉模式發電機下之三相平衡與不平衡電氣特性。本論文亦將這兩種發電機的運轉模式改變為電動機模式來運轉,完成起動及加載之特性比較分析。本論文之模擬結果並與實驗室一部容量為1.1 kW之繞線型轉子感應電機之實測結果相互比較,完成穩態及暫態的交互分析,以驗證所提出模型及分析結果的正確性。由模擬及實驗結果得知,本論文所提出的模型可適用於感應電機在發電機及馬達運轉下的雙切換模式工作條件。
This thesis investigates the performance of a wound-rotor induction machine under two different operating modes by means of switching conditions. One operating mode is a self-excited induction generator with short-circuited Y-connected rotor terminals while the other is a series connected self-excited synchronous generator with Y-connected rotor windings in series with the stator windings in different phase sequence. The three-phase a-b-c induction-machine model is employed to analyze the performance of the studied machine under two different operating modes. The studied induction machine is also operated as a motor under these two different modes to analyze the startup and loading performance.
To validate the proposed mathematical model under different operating modes and loading conditions, the simulated steady-state and transient results are compared with the experimental results obtained from a laboratory 1.1kW wound-rotor induction machine. It can be concluded from the simulated and experimental results that the proposed model is adequate to simulate the performance of the induction machine operated as generator and motor modes under switching conditions.
中文摘要 I
英文摘要 II
目錄……. III
表目錄…. VI
圖目錄…. IX
符號說明 XVII
第一章 緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究內容概述 5
第二章 獨立自激感應發電機與串接自激同步發電機之原理及數學模式 7
2-1 前言 7
2-2 獨立自激感應發電機與串接自激同步發電機的電容自激現象 7
2-3 獨立自激感應發電機與串接自激同步發電機的接線及特性 10
2-4 實際電機參數之實際量測 14
2-5 獨立自激感應發電機與串接自激同步發電機系統動態方程式 19
2-6 獨立自激感應發電機與串接自激同步發電機系統穩態方程式 27
2-6-1 獨立串接自激同步發電機之穩態系統方程式 27
2-6-2 獨立自激感應發電機之穩態系統方程式 30
2-7 獨立自激感應發電機與串接自激同步發電機之實際操作 33
第三章 獨立自激感應發電機與獨立串接自激同步發電機之動態特性分析 35
3-1 前言 35
3-2 平衡暫態分析與實際量測結果 36
3-2-1 無載下獨立自激感應發電機與串接自激同步發電機之切換特性 36
3-2-2 有載下獨立自激感應發電機與串接自激同步發電機之切換特性 41
3-2-2-1 投入電阻性負載之切換特性 42
3-2-2-2 投入電感性負載 46
3-2-2-3 電阻多段切換模擬 50
3-2-2-4 轉速多段切換模擬 53
3-3 三相不平衡暫態分析與實際量測結果 55
3-3-1三相平衡狀態下切離一相電阻性負載 55
3-3-2三相平衡狀態下切離一相電感性負載 59
3-3-3三相平衡狀態下切離二相電阻性負載 63
3-3-4三相平衡狀態下切離二相電感性負載 66
3-3-5 切離一相自激電容之多段切換模擬 69
第四章 獨立自激感應發電機與獨立串接自激同步發電機之穩態特性分析 71
4-1 前言 71
4-2 理論與實際量測結果 71
4-2-1固定轉速下改變負載電阻值之特性分析 73
4-2-2固定轉速下改變自激電容之特性分
析 81
4-2-3非固定轉速下改變負載電阻值之特性分析 88
4-2-4非固定轉速下改變自激電容之特性分析 95
4-2-5使兩種發電機模態同時運轉之最小電容值與最大電容值分析 102
4-3 特徵值的分析 105
第五章 感應馬達與串接同步馬達之暫態與穩態特性分析 110
5-1 前言 110
5-2 系統動態方程式 110
5-3 理論與與實際測量結果分析 113
5-3-1改變三相電源電壓之特性分析 113
5-3-2改變變頻器頻率之特性分析 120
5-3-3改變直流發電機負載電阻之特性分析 126
5-3-4改變所加入的轉矩干擾之特性分析 136
5-3-5切離一相三相平衡電源之特性分析 141
5-3-6加入正相序串接同步馬達(SCSM1)之特性分析 143
5-4 特徵值的分析 145
第六章 結論 150
參考文獻 152
作者自述 155
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