舰船综合供电技术国防科技重点实验室（海军工程大学）的研究人员利、马伟明等，在2018年第17期《电工技术学报》上撰文指出，双九相储能电机是一种新型多相同步发电机，主发电机数学方程高达21阶。电机经整流器向负载放电时，电机r/min、输出电压与电流不断变化，电机机械动态与电磁暂态强耦合，难以用解析办法进行解析。

　　该文首先推导了双九相主发电机降阶等效三相电机数学模型，简化了双九相主发电机模型的复杂程度；其次，由于旋转整流器、整流器交流侧与直流侧高次谐波对系统有功功率传递和系统动态过程影响较小，忽略高次谐波，考虑交流侧基波和直流侧平均值作用的基础上推导了系统平均模型，进一步简化系统模型，提高系统仿真能效。

　　在Matlab/Simulink仿真中建立双九相储能电机带整流负载系统的降阶等效平均模型，仿真结果验证了该模型的正确性与有效性。

　　储能电机是一种具有大轴系惯量的储能装置，其运行原理是通过拖动电动机长时低功率将电网电能转换为机械能存储于电机高速旋转的飞子中，在励磁电流作用下，通过短时快速降低转子r/min将机械能转换为电能向负载，从而实现机械能与电能之间的能量转换[1]。

　　储能电机具有瞬时能量大、能量密度高、无污染、静音发电机寿命长、免等特点，其应用领域包括供电调峰、电动柴油发电机、UPS 电源、柴油机发电等[2，3]。

　　为突破单台供电电子变换装置功率，储能电机常选取多套多相隐极同步发电机作为主发电机[4-6]，用同轴励磁发电机经旋转整流器整流后为主发电机提供励磁电流。

　　储能电机经整流器向负载快速电能时，其电流和电压幅值与频率同时变化，与此同时电机r/min快速下降，电磁暂态与机械动态强耦合，属于典型的强非线]，难以通过解析法进行解析。

　　另一方面，对包含双九相储能发电机的供电系统进行仿真解析时，由于主发电机数学模型高达21阶，计算量大，系统计算速度降低，特别是在进行开关等硬件在回实时仿线]时，仿真实时性与准确性的矛盾尤为突出。

　　为了对双九相储能电机带整流负载系统进行深入研究，在对称负载运转的前提下，本文以等效前后功率保持不变为基本等效原则，推导出双九相主发电机的降阶等效三相电机数学模型，利用低阶三相电机模型代替高阶双九相主发电机模型，降低了主发电机模型的复杂程度，提高了系统仿真能效。

　　供电系统仿真软件很容易实现包含整流器等开关器件的供电系统暂态与稳态过程仿真，但由于系统中开关器件的非连续性，导致系统无法适用于小信号解析。考虑本文研究系统中旋转整流器、整流器交流侧与直流侧高次谐波对系统有功功率传递以及动态过程的影响较小，忽略高次谐波，将系统的开关模型简化为平均模型，进一步简化系统模型复杂程度。该模型可以用于大信号解析，或者线性化后用于小信号解析。

　　本文在Matlab/Simulink仿真中选取电机等效电搭建电机模型的办法，建立了双九相主发电机降阶等效电机模型，通过可控电流源和可控电压源等模块代替旋转整流器、整流器直流侧与交流侧的耦合关系，建立系统平均模型。仿真结果验证了双九相储能电机带整流负载系统降阶等效平均模型的正确性与有效性。

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