一种三级式起动/发电机的仿真方法、装置及存储介质与流程

本说明书涉及计算机，尤其涉及一种三级式起动/发电机的仿真方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、三级式起动/发电机通常由副励磁机、主励磁机和发电机组成，是一种高效、可靠的电力装置，兼有起动机的功能和发电机的功能，不仅能减轻机载重量，还能提高运行的稳定性。

2、为了对三级式起/发电机的正常运行提供充分保障，通常需要在运行前对其进行仿真模拟，然而，由于三级式起/发电机的复杂性和特殊性，传统的仿真方法往往难以准确模拟其运行过程，导致仿真结果与实际运行情况存在较大的差异。

3、因此，如何使对级式起/发电机进行仿真时的仿真结果更加接近其实际运行情况，提高仿真的准确性，是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本说明书提供一种三级式起动/发电机的仿真方法、装置及存储介质，以部分的解决现有技术存在的上述问题。

2、本说明书采用下述技术方案：

3、本说明书提供了一种三级式起动/发电机的仿真方法，包括：

4、接收针对三级式起动/发电机的仿真指令；

5、根据仿真指令，基于励磁机的磁链、励磁绕组电流、励磁绕组自感以及励磁绕组互感之间的约束关系，构建励磁机磁链状态变量电磁模型，以及，基于发电机励磁机的磁链、励磁绕组电流、励磁绕组自感以及励磁绕组互感之间的约束关系，构建发电机磁链状态变量电磁模型；

6、根据所述励磁机磁链状态变量电磁模型，基于主励磁机中励磁机定子的各绕组通过正向电流时产生的磁链、主励磁机的电压以及主励磁机的电流之间的约束关系，构建主励磁机电压模型；

7、根据所述主励磁机电压模型以及所述发电机磁链状态变量电磁模型，确定发电机在所述主励磁机输出的电流的驱使状态下对应的发电机电压模型；

8、根据所述主励磁机电压模型以及所述发电机电压模型，确定三级式起动/发电机的仿真模型并进行仿真。

9、可选地，基于励磁机的磁链、励磁绕组电流、励磁绕组自感以及励磁绕组互感之间的约束关系，构建励磁机磁链状态变量电磁模型，具体包括：

10、根据励磁机励磁绕组磁链、磁通量以及线圈匝数之间的约束关系，构建第一励磁机电磁模型；根据励磁机励磁绕组在直轴分量的磁链、励磁绕组在直轴分量的自感以及励磁机定子的三相绕组在直轴分量的电流之间的约束关系，构建第二励磁机电磁模型；根据励磁机励磁绕组在交轴分量的磁链、励磁绕组在交轴分量的自感以及励磁机定子的三相绕组在交轴分量的电流之间的约束关系，构建第三励磁机电磁模型；

11、根据所述第一励磁机电磁模型、所述第二励磁机电磁模型以及所述第三励磁机电磁模型，确定所述励磁机磁链状态变量电磁模型。

12、可选地，基于发电机励磁机的磁链、励磁绕组电流、励磁绕组自感以及励磁绕组互感之间的约束关系，构建发电机磁链状态变量电磁模型，具体包括：

13、根据发电机励磁绕组的磁链、励磁绕组自感以及励磁绕组电流之间的约束关系，构建第一发电机电磁模型；根据发电机励磁绕组在直轴分量的磁链、励磁绕组与励磁绕组的直轴分量之间的互感以及励磁绕组电流之间的约束关系，构建第二发电机电磁模型；根据发电机励磁绕组的磁链的交轴分量、励磁绕组与励磁绕组的交轴分量之间的互感以及励磁绕组电流之间的约束关系，构建第三发电机电磁模型；

14、根据所述第一发电机电磁模型、所述第二发电机电磁模型以及所述第三发电机电磁模型，确定所述发电机磁链状态变量电磁模型。

15、可选地，根据所述磁链状态变量电磁模型，基于主励磁机中定子的各绕组通过正向电流时产生的磁链、主励磁机的电压以及主励磁机的电流之间的约束关系，构建主励磁机电压模型，具体包括：

16、根据所述励磁机磁链状态变量电磁模型，基于所述励磁机定子三相绕组直轴的电压、所述励磁机定子三相绕组直轴的电流、所述励磁机定子三相绕组每项的电阻以及直轴的磁链之间的约束关系，构建励磁机定子三相绕组直轴的电压模型；根据所述励磁机磁链状态变量电磁模型，基于所述励磁机定子三相绕组交轴的电压、所述励磁机定子三相绕组交轴的电流、所述励磁机定子三相绕组每项的电阻以及交轴的磁链之间的约束关系，构建励磁机定子三相绕组交轴的电压模型；根据所述励磁机磁链状态变量电磁模型，基于所述励磁机转子的励磁绕组的电压、所述励磁绕组的磁链、所述励磁绕组的电流以及所述励磁绕组的电阻之间的约束关系，构建所述励磁绕组的电压模型；

17、根据所述励磁机定子三相绕组直轴的电压模型，所述励磁机定子三相绕组交轴的电压模型以及所述励磁绕组的电压模型，确定所述主励磁机电压模型。

18、可选地，根据所述主励磁机电压模型以及所述发电机电压模型，确定三级式起动/发电机的仿真模型，具体包括：

19、根据所述主励磁机电压模型以及所述发电机电压模型，确定三级式起动/发电机在起动工况下的仿真模型，其中，在起动工况下，所述主励磁机交轴的电流等于整流器输出的直流电流，主发电机励磁绕组电流等于副励磁机交轴电流。

20、可选地，根据所述主励磁机电压模型以及所述发电机电压模型，确定三级式起动/发电机的仿真模型并进行仿真，具体包括：

21、根据所述主励磁机电压模型以及所述发电机电压模型，确定三级式起动/发电机的仿真模型；

22、对所述三级式起动/发电机的仿真模型进行处理，以确定在不考虑交轴磁链以及励磁绕组交轴互感的情况下的三级式起动/发电机的仿真模型，作为简化模型，并通过所述简化模型进行仿真。

23、可选地，所述方法还包括：

24、通过预设的控制器，在仿真过程中对所述三级式起动/发电机的仿真模型进行控制。

25、可选地，通过预设的控制器，在仿真过程中对所述三级式起动/发电机的仿真模型进行控制，具体包括：

26、通过所述控制器，根据电机的转速，对所述三级式起动/发电机的仿真模型中励磁机的励磁方式进行控制，以及，通过所述控制器，对所述发电机在起动过程中电压矢量与主发电机转子的相对位置进行调控。

27、本说明书提供了一种三级式起动/发电机的仿真装置，包括：

28、接收模块，用于接收针对三级式起动/发电机的仿真指令；

29、第一构建模块，用于根据仿真指令，基于磁链、励磁绕组电流、励磁绕组自感以及励磁绕组互感之间的约束关系，构建磁链状态变量电磁模型；

30、第二构建模块，用于根据所述磁链状态变量电磁模型，基于主励磁机中励磁机定子的各绕组通过正向电流时产生的磁链、主励磁机的电压以及主励磁机的电流之间的约束关系，构建主励磁机电压模型；

31、第三构建模块，用于根据所述主励磁机电压模型以及所述磁链状态变量电磁模型，确定发电机在所述主励磁机输出的电流的驱使状态下对应的发电机电压模型；

32、仿真模块，用于根据所述主励磁机电压模型以及所述发电机电压模型，确定三级式起动/发电机的仿真模型并进行仿真。

33、本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述三级式起动/发电机的仿真方法。

34、本说明书提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述三级式起动/发电机的仿真方法。

35、本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

36、在本说明书提供的三级式起动/发电机的仿真方法中，接收针对三级式起动/发电机的仿真指令；根据仿真指令，基于磁链、励磁绕组电流、励磁绕组自感以及励磁绕组互感之间的约束关系，构建磁链状态变量电磁模型；根据磁链状态变量电磁模型，基于主励磁机中励磁机定子的各绕组通过正向电流时产生的磁链、主励磁机的电压以及主励磁机的电流之间的约束关系，构建主励磁机电压模型；根据主励磁机电压模型以及磁链状态变量电磁模型，确定发电机在主励磁机输出的电流的驱使状态下对应的发电机电压模型；根据主励磁机电压模型以及发电机电压模型，确定三级式起动/发电机的仿真模型并进行仿真。

37、从上述方法可以看出，本方案可以基于磁链、励磁绕组电流、励磁绕组自感以及励磁绕组互感之间的约束关系构建磁链状态变量电磁模型，并在该电磁模型的基础上，进一步构建出励磁机的电压模型以及发电机的电压模型，准确的还原出了励磁机与发电机之间的输入输出关系以及各物理量之间的约束关系，通过本方案所构建出的三级式起动/发电机的仿真模型有效提高了仿真结果的准确性。