第1章 緒論

1.1 研究電機瞬態過程的意義

電機的瞬態過程是電機運行狀態的變化過程，是從一種穩態運行到另一種穩態運行的過渡過程，它是電機內的一種電磁場儲能和轉子動能隨時間而變化的過程。當與電機相關聯的任一參量發生變化時均可引起電機的瞬態過程。例如，變壓器的空載合閘、電動機的啟動、制動、調速，發電機的勵磁調節，電機正常運行時的負載改變以及突然不正常運行等。電機的瞬態過程一般來說持續時間很短，但在不利的情況下，可能導致嚴重的后果。因此，深入了解和研究這一階段各物理量的變化規律具有重要的理論和實際意義。具體說來有以下幾個方面。

電機的瞬態電流往往為額定值的幾倍到幾十倍，可能對電機本身及其系統產生不良影響或嚴重后果：沖擊電流產生機械應力、沖擊轉矩，可能使電機發生劇烈的機械振動以及轉速升高現象，損壞電機主軸或其他部件；感應電動機的啟動電流導致電網電壓下降，影響電網上其他電氣設備的正常工作。瞬變過程中，電機還可能發生嚴重的過電壓現象。這就要求研究分析電機發生瞬變過程時的各狀態量，了解瞬變過程所能產生的影響或后果，以改進電機的設計方案及制造方案，并提出相應的繼電保護方案。

在自動控制系統中，主要是研究系統中各元件及整個系統的動態特性。而電機往往是系統中的核心元件，所以，了解并掌握電機的瞬態性能是十分必要的。也可以說，機電系統的動態控制是以瞬態分析計算為基礎的。例如，電動機伺服驅動系統中，動態轉矩的控制是實現高性能速度和位置伺服驅動的基礎和關鍵。

電機本身及電力電子元件的非線性性質是產生諧波的主要根源，要研究電機及其系統的電磁諧波影響及其抑制措施應從研究電機瞬變過程入手。

總之，隨著科學技術的不斷進步，感應電動機的負載要求它經常運行在啟動、調速、制動狀態；電機及其拖動系統日趨復雜；電機運行的自動化程度和可靠性要求越來越高；電機及電力系統的經濟可靠運行等都要求我們充分或全面掌握電機瞬態的分析計算方法。