电机的数学模型根据规定的正方向，功率及电磁转矩方程为P=（udiduqiq）2u0i0（2）Te=xqiqid-xdidiqxadifdiqxadikdiq-xaqikqid（3）轴系方程为Jω=ΔTKθ（4）式中，下标d和q分别表示直轴和交轴；下标fd代表励磁绕组；下标kd、kq分别代表直轴、交轴阻尼绕组；θ为d轴偏离A相的电角度；转子以ω角速度逆时针旋转。

　　式（4）中，ω=<ω1ω2…ωn>T；θ=<θ1θ2…θn>T；J=diag；ΔT=.式（1）～（4）为电机与轴系的方程组。本例中轴系含2个质量块，故上述矩阵为二阶矩阵。电机和轴系之间的相互关系式（1）和（4）构成电机及系统瞬态过程的数学模型，其求解可以通过龙格库塔法等来进行。

　　SIMSEN软件具有如下优越性：a.软件的模块功能强大，用户不必干预其内部源程序，只需给定准确的元件参数。b.软件提供了电力系统涉及的各类元件模型，如开关、变压器、机械轴系模型以及励磁调节器模型，用户可容易将电力系统、机械轴系联合起来求解。

　　c.每一个元件有自己的参数文件，在编辑状态下单击某一元件可方便地给该元件赋予必要的参数及修改参数。

　　d.软件提供一个主文件，用户可根据自己的需要在主文件中灵活地更改积分步长、仿真始末时间。

　　e.软件可自动对计算结果的曲线进行傅立叶分析。

　　计算结果分析与真机试验数值对比为验证仿真模型的正确可靠性，首先对650MW汽轮发电机的空载短路进行仿真计算，得到了的定子电流、转子电流、电磁转矩及轴力矩随时间变化曲线，并与试验数据进行对比，具有较高的精确性。短路前空载电压是额定电压的1/4（5000V），励磁电流为310A.计算结果与试验值进行了对比，详见。定子电流及励磁电流随时间变化的曲线如所示。

　　可以看出，计算值与试验值比较接近，表明所建立的仿真模型对于问题的分析是可行的。负载机端短路分析计算首先，计算发电机并网运行时，机端短路电流、电磁转矩及轴力矩的大小随时间变化的情况。

　　以哈电公司生产的650MW汽轮发电机为例，主变压器采取Y，d5联接方式，电抗为0.18（标么值），500kV系统线路电抗为0.0399（标么值），参考容量为1000MVA.计算结果和，计算结果全部以标么值形式给出。

　　可见，各种短路故障中，轴系最大扭矩均发生在低压缸与发电机之间T23，电磁转矩Tem大于扭矩T23.并且，当主变压器采取Y，d5联接方式时，三相突然短路是最严重的，短路电流和电磁转矩最大，因此对轴系的冲击最大。

　　结论通过对汽轮发电机并网运行机端短路的计算与分析可得出如下结论：a.通过计算值与试验值的对比，证明笔者构建的仿真模型是可靠的，真实地反映了汽轮发电机三相突然短路的电流、电磁转矩和扭矩的变化规律。

　　b.不管机端电压为多少，轴系最大扭矩均发生在低压缸与发电机之间。c.仿真模型可作为其它汽轮发电机进行仿真计算的参考。