Синхронная модель 2.1 машины

Синхронная машина с упрощенным преобразованием, упрощенным представлением и основной или стандартной параметризацией

Библиотека

Simscape / Электрический / Электромеханический / Синхронный

Описание

Блок Synchronous Machine Model 2.1 моделирует синхронную машину с одной обмоткой возбуждения и одним демпфером на d - оси и одном демпфере на q - ось. Вы используете основные или стандартные параметры, чтобы задать характеристики машины. Этот блок содержит преобразование Парка q d, так используйте его только для сбалансированной операции.

Уравнения

Синхронные уравнения машины выражаются относительно вращающегося ссылочного кадра, заданного

$θ_{e} (t) = N θ_{r} (t),$

где:

_θe является электрическим углом.
N является количеством пар полюса.
_θr является углом ротора.

Преобразование Парка сопоставляет синхронные уравнения машины с вращающимся ссылочным кадром относительно электрического угла. Преобразование Парка задано

$P_{s} = \frac{}{23} [\begin{matrix} потому что θ_{e} & потому что (θ_{e} - \frac{2 π}{3}) & потому что (θ_{e} + \frac{2 π}{3}) \\ - \sin θ_{e} & - \sin (θ_{e} - \frac{2 π}{3}) & - \sin (θ_{e} + \frac{2 π}{3}) \end{matrix}] .$

Преобразование Парка используется, чтобы определить синхронные уравнения машины на модуль. Уравнения напряжения статора определены

$e_{d} = e_{d}^{"} - R_{a} i_{d} + x_{q}^{"} i_{q}$

$e_{q} = e_{q}^{"} - x_{d}^{"} i_{d} - R_{a} i_{q},$

где:

_e”d и _e”q является d - ось и q - напряжения оси позади подпереходных реактивных сопротивлений.
_Ra является сопротивлением статора.
_id и _iq является d - ось и q - токи статора оси, заданные

$[\begin{matrix} i_{d} \\ i_{q} \end{matrix}] = P_{s} [\begin{matrix} i_{a} \\ i_{b} \\ i_{c} \end{matrix}] .$

_ia, _ib и _ic являются токами статора, вытекающими из порта ~ к порту n.
_x”d и _x”q является d - ось и q - подпереходные реактивные сопротивления оси.

_ed и _eq является d - ось и q - напряжения статора оси, заданные

$[\begin{matrix} e_{d} \\ e_{q} \end{matrix}] = P_{s} [\begin{matrix} v_{a} \\ v_{b} \\ v_{c} \end{matrix}] .$

_va, _vb и _vc являются напряжениями статора, измеренными от порта ~ к нейтральному порту n.

Уравнение напряжения ротора определено

$e_{f d} = R_{f d} \cdot i_{f d},$

где:

_Rfd является сопротивлением полевой схемы ротора.
_ifd является полем на модуль текущее использование синхронной обратной величины модели машины система на модуль.
_efd является полевым напряжением на модуль с помощью синхронной обратной величины модели машины система на модуль.

Напряжение позади переходных уравнений реактивного сопротивления задано

$\frac{d e_{d}^{"}}{d t} = \frac{(x_{q} - x_{q}^{"}) i_{q} - e_{d}^{"}}{T_{q 0}^{"}},$

$\frac{d e_{q}^{'}}{d t} = \frac{E_{f d} - (x_{d} - x_{d}^{'}) i_{d} - e_{q}^{'}}{T_{d 0}^{'}},$

$\frac{d e_{q}^{"}}{d t} = \frac{e_{q}^{'} - (x_{d}^{'} - x_{d}^{"}) i_{d} - e_{q}^{"}}{T_{d 0}^{"}},$

где:

_xd и _xq является d - ось и q - ось синхронные реактивные сопротивления.
_T”d0 и _T”q0 является d - ось и q - подпереходные временные константы разомкнутой цепи оси.
_Efd является полевым напряжением на модуль с помощью необратной величины модели возбудителя система на модуль.
_x’d является d - переходное реактивное сопротивление оси.
_e’q является q - напряжение оси позади переходного реактивного сопротивления.
_T’d0 является d - переходная временная константа разомкнутой цепи оси.

Крутящий момент ротора задан

$T_{e} = e_{d}^{"} i_{d} + e_{q}^{"} i_{q} - (x_{d}^{"} - x_{q}^{"}) i_{d} i_{q} .$

Эти определяющие уравнения не описывают параметры, которые можно установить в диалоговом окне. Чтобы видеть их отношение с коэффициентами уравнения, см. книгу П. Кандура о понимании, моделировании, анализе и смягчении устойчивости энергосистемы и управляйте проблемами [1].

Параметры экрана

Можно выполнить действия отображения с помощью меню Electrical в контекстном меню блока.

Щелкните правой кнопкой по блоку и, из меню Electrical, выберите опцию:

Display Base Values отображается, машина на модуль основывают значения в Командном окне MATLAB^®.
Отображения Display Associated Base Values сопоставили основные значения на модуль в Окне Команды MATLAB.
Display Associated Initial Conditions отображает сопоставленные начальные условия в Окне Команды MATLAB.

Порты

fd+

Электрический порт сохранения, соответствующий обмотке возбуждения положительный терминал.

fd-

Электрический порт сохранения, соответствующий обмотке возбуждения отрицательный терминал.

R

Механический вращательный порт сохранения сопоставлен с ротором машины.

C

Механический вращательный порт сохранения сопоставлен со случаем машины.

pu

Порт вектора физического сигнала сопоставил с машиной измерения на модуль. Векторные элементы:

pu_fd_Efd
pu_fd_Ifd
pu_torque
pu_velocity
pu_ed
pu_eq
pu_e0 — Этот порт обеспечивается, чтобы поддержать совместимый интерфейс для существующих моделей машины. Его значение всегда является нулем.
pu_id
pu_iq
pu_i0 — Этот порт обеспечивается, чтобы поддержать совместимый интерфейс для существующих моделей машины. Его значение всегда является нулем.

~

Расширяемый трехфазный порт сопоставлен с обмотками статора.

n

Электрический порт сохранения сопоставлен с нейтральной точкой Уая извилистую настройку. Этот порт обеспечивается, чтобы поддержать совместимый интерфейс для существующих моделей машины. Напряжение и текущий на этом порте проигнорировано.

Параметры

Основной

Rated apparent power

Расчетная полная мощность. Значением по умолчанию является 555e6 V*A.

Rated voltage

RMS оценила линейное напряжение строки. Значением по умолчанию является 24e3 V.

Rated electrical frequency

Номинальная электрическая частота, на которой заключается в кавычки оцененная полная мощность. Значением по умолчанию является 60 Hz.

Number of pole pairs

Количество машины подпирает пары шестами. Значением по умолчанию является 1.

Parameterization unit

Модель для параметризации блока. Выберите между Fundamental parameters и Standard parameters. Значением по умолчанию является Fundamental parameters.

Выбор:

Fundamental parameters представляет основные параметры Impedances.
Standard parameters представляет стандартные параметры Impedances и параметры Time Constants.

Specify field circuit input required to produce rated terminal voltage at no load by

Выберите между Field circuit voltage и Field circuit current. Значением по умолчанию является Field circuit current.

Field circuit current

Текущий в полевой схеме, которая производит номинальное напряжение на терминалах машины. Значением по умолчанию является 1300 A. Этот параметр видим только, когда Specify field circuit input required to produce rated terminal voltage at no load by установлен в Field circuit current.

Field circuit voltage

Напряжение через полевую схему, которая производит номинальное напряжение на терминалах машины. Значением по умолчанию является 92.95 V. Этот параметр видим только, когда Specify field circuit input required to produce rated terminal voltage at no load by установлен в Field circuit voltage.

Rotor angle definition

Контрольная точка для углового измерения ротора.

Опцией по умолчанию является Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis. Когда вы выбираете это значение, ротор d - ось и статор a - фаза, магнитная ось выравнивается, когда угол ротора является нулем.

Другим значением, которое можно выбрать для этого параметра, является Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis. Когда вы выбираете это значение, ротор q - ось и статор a - фаза, магнитная ось выравнивается, когда угол ротора является нулем.

Импедансы

Для параметра Parameterization unit в настройках Main выберите Fundamental parameters, чтобы представить основные параметры или Standard parameters, чтобы представить стандартные параметры.

Основные параметры импеданса

Stator d-axis mutual inductance (unsaturated), Ladu: Ненасыщенный статор d - ось взаимная индуктивность. Значением по умолчанию является 1.66 pu.
Stator q-axis mutual inductance (unsaturated), Laqu: Ненасыщенный статор q - ось взаимная индуктивность. Значением по умолчанию является 1.61 pu.
Stator leakage inductance, Ll: Индуктивность утечки статора. Значением по умолчанию является 0.15 pu.
Stator resistance, Ra: Сопротивление статора. Значением по умолчанию является 0.003 pu.
Rotor field circuit inductance, Lfd: Индуктивность схемы поля Rotor. Значением по умолчанию является 0.165 pu.
Rotor field circuit resistance, Rfd: Сопротивление схемы поля Rotor. Значением по умолчанию является 0.0006 pu.
Rotor d-axis damper winding 1 inductance, L1d: Ротор d - демпфер оси, проветривающий 1 индуктивность. Значением по умолчанию является 0.1713 pu.
Rotor d-axis damper winding 1 resistance, R1d: Ротор d - демпфер оси, проветривающий 1 сопротивление. Значением по умолчанию является 0.0284 pu.
Rotor q-axis damper winding 1 inductance, L1q: Ротор q - демпфер оси, проветривающий 1 индуктивность. Значением по умолчанию является 0.1066 pu.
Rotor q-axis damper winding 1 resistance, R1q: Ротор q - демпфер оси, проветривающий 1 сопротивление. Значением по умолчанию является 0.0650 pu.

Стандартные параметры импеданса

Stator resistance, Ra: Сопротивление статора. Значением по умолчанию является 0.003 pu.
Stator leakage reactance, Xl: Реактивное сопротивление утечки статора. Значением по умолчанию является 0.15 pu.
d-axis synchronous reactance, Xd: d- синхронное реактивное сопротивление. Значением по умолчанию является 1.81 pu.
q-axis synchronous reactance, Xq: q- синхронное реактивное сопротивление. Значением по умолчанию является 1.76 pu.
d-axis transient reactance, Xd': d- переходное реактивное сопротивление оси. Значением по умолчанию является 0.3 pu.
d-axis subtransient reactance, Xd'': d- подпереходное реактивное сопротивление оси. Значением по умолчанию является 0.23 pu.
q-axis subtransient reactance, Xq'': q- подпереходное реактивное сопротивление оси. Значением по умолчанию является 0.25 pu.

Временные константы

Для параметра Parameterization unit в настройках Main выберите Fundamental parameters, чтобы представить параметры Time Constants.

Specify d-axis transient time constant: Выберите между Open-circuit value и Short-circuit value. Значением по умолчанию является Open-circuit value.
d-axis transient open-circuit, Td0': d- переходная временная константа разомкнутой цепи оси. Этот параметр видим только, когда Specify d-axis transient time constant установлен в Open-circuit value. Значением по умолчанию является 8 s.
d-axis transient short-circuit, Td': d- переходная временная константа короткой схемы оси. Этот параметр видим только, когда Specify d-axis transient time constant установлен в Short-circuit value. Значением по умолчанию является 1.326 s.
Specify d-axis subtransient time constant: Выберите между Open-circuit value и Short-circuit value. Значением по умолчанию является Open-circuit value.
d-axis subtransient open-circuit, Td0'': d- подпереходная временная константа разомкнутой цепи оси. Этот параметр видим только, когда Specify d-axis subtransient time constant установлен в Open-circuit value. Значением по умолчанию является 0.03 s.
d-axis subtransient short-circuit, Td'': d- подпереходная временная константа короткой схемы оси. Этот параметр видим только, когда Specify d-axis subtransient time constant установлен в Short-circuit value. Значением по умолчанию является 0.023 s.
Specify q-axis subtransient time constant: Выберите между Open-circuit value и Short-circuit value. Значением по умолчанию является Open-circuit value.
q-axis subtransient open-circuit, Tq0'': q- подпереходная временная константа разомкнутой цепи оси. Этот параметр видим только, когда Specify q-axis subtransient time constant установлен в Open-circuit value. Значением по умолчанию является 0.07 s.
q-axis subtransient short-circuit, Tq'': q- подпереходная временная константа короткой схемы оси. Этот параметр видим только, когда Specify q-axis subtransient time constant установлен в Short-circuit value. Значением по умолчанию является 0.0269 s.

Начальные условия

Specify initialization by: Выберите между Electrical power and voltage output и Mechanical and voltage states. Значением по умолчанию является Electrical power and voltage output.
Terminal voltage magnitude: Начальное линейное напряжение строки RMS. Значением по умолчанию является 24e3 V. Этот параметр видим только, когда вы устанавливаете Specify initialization by на Electrical power and voltage output.
Terminal voltage angle: Начальный угол напряжения. Значением по умолчанию является 0 deg. Этот параметр видим только, когда вы устанавливаете Specify initialization by на Electrical power and voltage output.
Terminal active power: Начальная активная степень. Значением по умолчанию является 500e6 V*A. Этот параметр видим только, когда вы устанавливаете Specify initialization by на Electrical power and voltage output.
Terminal reactive power: Начальная реактивная мощность. Значением по умолчанию является 0 V*A. Этот параметр видим только, когда вы устанавливаете Specify initialization by на Electrical power and voltage output.
Initial rotor angle: Начальный угол ротора. Во время установившейся операции установленной смещается этот параметр на сумму угла загрузки и требуемого терминального напряжения. Этот параметр видим только, когда вы устанавливаете Specify initialization by на Mechanical and voltage states. Значением по умолчанию является 0 deg.
Initial voltage behind d-axis subtransient reactance: Начальное напряжение позади d - подпереходное реактивное сопротивление оси. Этот параметр видим только, когда вы устанавливаете Specify initialization by на Mechanical and voltage states. Значением по умолчанию является 0 pu.
Initial voltage behind q-axis transient reactance: Начальное напряжение позади q - переходное реактивное сопротивление оси. Этот параметр видим только, когда вы устанавливаете Specify initialization by на Mechanical and voltage states. Значением по умолчанию является 0 pu.
Initial voltage behind q-axis subtransient reactance: Начальное напряжение позади q - подпереходное реактивное сопротивление оси. Этот параметр видим только, когда вы устанавливаете Specify initialization by на Mechanical and voltage states. Значение по умолчанию is 0 pu.

Ссылки

[1] Kundur, P. Устойчивость энергосистемы и управление. Нью-Йорк: Макгроу Хилл, 1993.

[2] Лышевский, S. E. Электромеханические системы, электрические машины и прикладная механотроника. Бока-Ратон, FL: нажатие CRC, 1999.

[3] Приятель, М. К. Читайте лекции примечаниям по устойчивости энергосистемы. http://www.mkpalconsulting.com/files/stabilitybook.pdf. Июнь 2007.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Темы

Расширьте и сверните трехфазные порты на блоке

Документация

Синхронная модель 2.1 машины

Библиотека

Описание

Уравнения

Параметры экрана

Порты

Параметры

Основной

Импедансы

Временные константы

Начальные условия

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Темы

Представленный в R2015a

Документация Simscape Electrical

Поддержка

Документация

Синхронная модель 2.1 машины

Библиотека

Описание

Уравнения

Параметры экрана

Порты

Параметры

Основной

Импедансы

Временные константы

Начальные условия

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Темы

Представленный в R2015a

Документация Simscape Electrical

Поддержка

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.