任何一种电力系统，都必须保证在额定电压下运行。因此保持电压恒定是供电质量的重要指标之一。然而，事实上电压总是经常变动的。船舶电网相较于陆上电网由于容量较小使得电压变化更加严重。为了保证电力系统的正常运行，同步发电机自动电压调整器起着十分重要的作用。对其要求是：简单可靠、灵敏度高而稳定，稳态、动态特性好，具有一定的强行励磁能力，合理而稳定地分配无功功率等。我院新建的电站模拟器根据实船情况对船舶电力系统进行模拟，使学生在训练中较好地理解船舶电力系统的组成及原理，并熟练掌握各种操作及功能。但根据使用情况，其对动态特性的模拟有较大失真，造成学生们在训练中较难理解为此，笔者在分析了同步发电机动态过程的基础上建立其数学模型，采用CSSF语言编程，力图使其动态特性达到更好的仿真效果。
1电力系统数学模型的建立无论是大干扰还是小干扰，都使船舶电站从一个稳态过渡到另一个稳态，从而经历一个动态过程。整个系统及其组成部件，如同步发电机、励磁调节器、原动机、调速器及负荷，都将经历一个动态过程，包括电磁过渡过程和机电过渡过程。对船舶电力系统的各种扰动而言，一般都是先引起电磁过渡过程，然后才是机电过渡过程。在探讨电力系统的动态特性时，可以粗略地认为转速不变，因而可以不考虑调速系统的控制过程。|11.1同步发电机的数学模型派克（Park）首先将随转子旋转的d―q坐标应用在同步电机的方程中，消除了电机方程中随时间周期变化的系数，使电机方程简单化。经坐标变换以后的同步电机图形如|2丨所示，其等值电路如2所示。
假定所研究的同步发电机为理想电机，即不考虑电机磁滞涡流的影响，根据等值电路图可写出同步发电机的派克方程组，但这样的方程式在工程上应用会带来处理上的不便，故将所有参数均用基准值为相对单位来表示（即标幺值）|3丨在发电机动态状态研究过程中，还可以作如下假设：1）因为机丨俞万能（1970-）男，工程师从事轮机模拟器方面研宄。A11.“JU1.+程组可简化为：其中：Ud、Uq、Uf―纵、横轴电枢、励磁回路电压；id、iq、if一纵、横轴电枢、励磁回路的电流；Xd、Xq、Xf*纵、横轴电枢、励磁回路的磁链；ra、Rf电枢、励磁回路的电阻；Xd、Xq、Xad、Xf―相应回路的互感、自感；P―对同步时间的微分符号。
在实际应用中，常常采用传递函数结构图或方框图表示的更为直观的发电机数学模型。因此根据以上方程就可得到同步发电机简化数学模型的方框图，如所示相复励装置的传递函数结构图。
1.相复励同步发电机的数学模型根据前面的分析，可以得出相复励同步发电机的数学模型，如所示。该模型由同步发电机、相复励装置和负载等三部分组成。这里考虑的是单机运行，不考虑转速的波动，负载阻抗为恒值，不考虑定子的过渡过程。
