5．對實際系統的仿真分析

　　應用該模型對實際雙饋調速系統進行仿真分析以驗證模型的合理性。該雙饋調速系統是中國環流器2號(HL-2A)的環向場電源供電系統。由兩套80MVA交流脈沖發電機組組成。每套機組由同軸的一臺6kV 2500kW 4極繞線式異步電動機，一個飛輪，一臺隱極式、4極、雙Y相移30º的3kV 80MVA脈沖同步發電機和一臺勵磁發電機組成，系統GD2為287 t?m2。環向磁場供電電源的工作原理是，由電動機以低功率拖動整個軸系轉到高轉速，將電網電能轉化成軸系的轉動動能，然后對發電機進行快速勵磁并進行適當控制，發電機通過變流器以大功率放電，同時伴隨著軸系轉速迅速下降，軸系的轉動動能轉化為電能放出。

　　為增加該供機組的儲能與釋能，為這兩套機組的電動機配備了在轉子側進行變頻調速的交-交變頻器，以使電動機以雙饋調速的方式將機組超同步運行至1650rpm。機組的啟動過程是，先由盤車機構盤動到2rpm，從2rpm到1476rpm則由電動機并借助液體電阻滑差調節器來完成，當轉速穩定在1476rpm時，將轉子從液體電阻切換到交-交變頻器，電動機以雙饋變頻調速的方式將機組繼續加速至1650rpm。

　　已知實際系統的電動機參數為：定、轉子額定電壓6000、1640伏，額定電流284、933安，額定轉速1476rmp。仿真中將轉速給定設為1515rmp，要求升速過程中定轉子電流、力矩為額定值，定子側功率因數95%以上。因為受仿真時間與計算機內存、仿真模型大小的限制，每次仿真時間最多可設為6秒鐘，因此只仿真了從1476~1477rmp、1498.5~1500.5rmp兩段，借此說明投入變頻器和超同步兩段過程。仿真的結果如下圖所示：(以下仿真圖形的縱軸均以秒為時間單位)

　　從圖9-11可以觀測到0.6秒時轉子電流、電磁轉矩升到0.7（標幺值），1秒鐘時升到1，并保持該轉矩加速。在超同步過程中定、轉子電流和轉矩仍保持在額定值1并測得定、轉子電流幅值為390安、1280安，與實際系統的定、轉子幅值401安、1319安非常接近，從圖12可以看出定子繞組的電流、電壓其相位幾乎一致，說明功率因數很高。這些驗證了該模型的正確性與參數選擇的合理性。

　　HL-2A裝置的極向場供電電源的結構與環向場的類似，該套機組原產日本，設計額定轉速就是3600rpm、電動機工作頻率60Hz，但在我國的電網條件下只能運行在最高轉速2991rpm，為充分利用該套機組的容量，也擬為其配備類似的變頻裝置，所以這套雙饋調速系統的建模及仿真分析對125 MVA機組的雙饋調速系統容量等選取來說具有直接的指導意義。

結束語

　　Matlab是當今廣泛使用的仿真工具但實際使用中也會遇到一些諸如聯接不匹配的問題，應分析具體的原因找出解決的辦法。本文中的措施是行之有效的。

　　雙饋變頻調速系統可以有效提高定子側功率因數到1，另外雙饋變頻調速所需變頻器容量相對較小，在變頻器輸出頻率不高的場合有很高的應用價值。

　　這套雙饋調速系統模型對研究類似的問題有一定的參考價值，仿真的結果可作為系統設計的參考，如變頻器容量、變頻器的供電電壓、電抗器的值、加速轉矩等有關量的設計。