第1章 绪论

1.1 研究电机瞬态过程的意义

电机的瞬态过程是电机运行状态的变化过程，是从一种稳态运行到另一种稳态运行的过渡过程，它是电机内的一种电磁场储能和转子动能随时间而变化的过程。当与电机相关联的任一参量发生变化时均可引起电机的瞬态过程。例如，变压器的空载合闸、电动机的启动、制动、调速，发电机的励磁调节，电机正常运行时的负载改变以及突然不正常运行等。电机的瞬态过程一般来说持续时间很短，但在不利的情况下，可能导致严重的后果。因此，深入了解和研究这一阶段各物理量的变化规律具有重要的理论和实际意义。具体说来有以下几个方面。

电机的瞬态电流往往为额定值的几倍到几十倍，可能对电机本身及其系统产生不良影响或严重后果：冲击电流产生机械应力、冲击转矩，可能使电机发生剧烈的机械振动以及转速升高现象，损坏电机主轴或其他部件；感应电动机的启动电流导致电网电压下降，影响电网上其他电气设备的正常工作。瞬变过程中，电机还可能发生严重的过电压现象。这就要求研究分析电机发生瞬变过程时的各状态量，了解瞬变过程所能产生的影响或后果，以改进电机的设计方案及制造方案，并提出相应的继电保护方案。

在自动控制系统中，主要是研究系统中各元件及整个系统的动态特性。而电机往往是系统中的核心元件，所以，了解并掌握电机的瞬态性能是十分必要的。也可以说，机电系统的动态控制是以瞬态分析计算为基础的。例如，电动机伺服驱动系统中，动态转矩的控制是实现高性能速度和位置伺服驱动的基础和关键。

电机本身及电力电子元件的非线性性质是产生谐波的主要根源，要研究电机及其系统的电磁谐波影响及其抑制措施应从研究电机瞬变过程入手。

总之，随着科学技术的不断进步，感应电动机的负载要求它经常运行在启动、调速、制动状态；电机及其拖动系统日趋复杂；电机运行的自动化程度和可靠性要求越来越高；电机及电力系统的经济可靠运行等都要求我们充分或全面掌握电机瞬态的分析计算方法。