
【计】 transient
twinkling; wink
become; change
【医】 meta-; pecilo-; poecil-; poikilo-
course; procedure; process
【计】 PROC
【化】 process
【医】 course; process
【经】 process
在电气工程领域,"瞬变过程"(Transient Process)指系统受到扰动(如开关操作、故障或负载突变)后,从一种稳定状态过渡到另一种稳定状态的中间动态过程。其核心特征是物理量(电压、电流、转速等)随时间发生短暂且剧烈的变化。对应的英文术语为Transient Process 或Transient State。
非稳态性
瞬变过程中,系统能量(如电感中的磁场能、电容中的电场能)发生重新分配,导致相关物理量呈现指数级增长或衰减。例如,RL电路接通直流电源时,电流按 $i(t) = frac{V}{R}(1 - e^{-t/tau})$ 变化($tau=L/R$ 为时间常数)。
持续时间短暂
过程持续时间取决于系统惯性(如电机转子惯量)或时间常数(如RC电路中的 $tau=RC$),通常从毫秒至数秒不等,远短于稳态运行时间。
微分方程建模
瞬变过程需通过微分方程描述,例如二阶RLC电路的方程:
$$ LCfrac{di}{dt} + RCfrac{di}{dt} + i = 0 $$
其解包含衰减振荡(欠阻尼)或指数趋近(过阻尼)等模式。
拉普拉斯变换
工程中常采用拉普拉斯变换将时域微分方程转为频域代数方程,简化求解复杂度,如分析电机启动电流冲击。
电力系统暂态稳定
短路故障引发发电机功角摇摆,需在0.1-1秒内通过继电保护切除故障,避免系统失步崩溃(参考IEEE Std C37.112保护曲线)。
电子开关电路
半导体器件(如IGBT)开关瞬间产生电压尖峰和电流浪涌,需设计缓冲电路抑制瞬态过应力。
注:根据电气工程标准术语,瞬变过程(Transient)区别于暂态(Sub-transient)和稳态(Steady-state),特指变化率较高的过渡阶段。权威定义可参见国际电工委员会术语库(IEC Electropedia)。
瞬变过程(Transient Process)是指系统或物理量在受到外界扰动或输入突变后,从原有稳定状态过渡到新稳定状态的短暂动态变化过程。这一概念广泛存在于物理学、电子工程、控制理论、机械系统等领域。
时间短暂性
瞬变过程持续时间通常较短,其时间尺度与系统特性相关(如电路中的时间常数$tau=RC$)。
动态非线性
过程中可能伴随振荡、过冲、衰减等现象,例如电感电容(LC)电路中的阻尼振荡。
能量转换
系统通过能量重新分配达到新平衡,如机械系统中动能与势能的转换。
常用微分方程建模,如一阶系统:
$$
taufrac{dy(t)}{dt} + y(t) = Kx(t)
$$
其中$tau$为时间常数,$K$为增益,$x(t)$为输入。
瞬变过程可能导致设备损坏(如电压浪涌)、测量误差或系统不稳定,因此常需通过缓冲电路、滤波器或控制算法进行抑制。理解瞬变特性对系统设计和故障分析至关重要。
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