同期発電機の磁気飽和を表現する非線形モデル

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本年度は,同期発電機の磁気飽和が過渡状態に与える影響について,モデル化および実験による検証を行った.・従来の同期機の飽和モデルは,電流と磁束の関係を示す非線形方程式である.これに過渡状態を表す微分方程式を追加して,過渡状態の飽和を表すモデルを導出した.・界磁鉄心胴部が飽和する発電機を例題として過渡飽和モデルを解析し,この発電機では直軸過渡リアクタンスは飽和により変化しないこと,過渡時定数は飽和によって短くなることを理論的に導いた.・直軸過渡リアクタンスは,一般には飽和によって小さくなること,供試発電機のように,飽和が界磁巻線鎖交磁束に依存して発生する場合には,これが一定となることを示した.・発電機の突発短絡試験を行うに際して,電流波形データをリアルタイムでパーソナルコンヒュータ上に記録して,過渡定数(直軸過渡リアクタンスおよび短絡過渡時定数)を求めるソフトウェアを作成した.過渡モデルから導出された電機子電流波形および界磁電流波形は,実測された波形とよく一致することを確認した.供試発電機において直軸過渡リアクタンスの飽和による変化はほとんど見られず,飽和モデルから予想された性質が実証された.