Three-Winding Transformer (Three-Phase)

Трехфазный линейный неидеальный wye - и конфигурируемый дельтой преобразователь с тремя обмотками

Библиотека:
Simscape / Электрический / Пассивный / Преобразователи

Описание

Блок Three-Winding Transformer (Three-Phase) представляет линейный неидеальный трехфазный преобразователь с тремя обмотками, который передает электроэнергию между двумя или больше схемами посредством электромагнитной индукции. Блок включает линейную извилистую утечку и линейные базовые эффекты намагничивания. Можно параметризовать импеданс блока, использующий на стоимости единицы. Первичные, первые вторичные, и вторые типы вторичной обмотки, угол фазы дельты-wye и базовые типы конфигурируемы.

Параметры конфигурации для типов первичной и вторичной обмотки:

Уай с плаванием нейтрального — Звезда или настройка T с Floating Neutral (Three-Phase)
Уай с нейтральным портом — Звезда или настройка T с Neutral Port (Three-Phase)
Уай с нейтральным основанным — Звезда или настройка T с Grounded Neutral (Three-Phase)
Delta час — настройка Mesh с отставанием 30 фаз степени переключает относительно напряжения связанной настройки wye
Delta 11 часов — настройка Mesh с продвижением 30 фаз степени переключает относительно напряжения связанной настройки wye

Опции для базового типа:

Трехфазный с пятью конечностями
Трехфазный с тремя конечностями

Несмотря на то, что ядро с тремя конечностями является обычно менее дорогим, ядро с пятью конечностями предлагает эти преимущества:

Более низкий импеданс для компонента нулевой последовательности тока, который является между линией и нейтрален, в случае несбалансированной загрузки
Большая теплоотдача

Уравнения

Ядро с тремя конечностями

Этот блок реализован в магнитной области с помощью основных магнитных нежеланий, обмоток и текущих блоков вихря.

Дополнительные пути (Нулевое Нежелание Последовательности _ ~) представляют утечку магнитного сердечника через воздушные зазоры для ядра с тремя конечностями.

Важно определить отношение между электрическими доменными параметрами от маски блока и магнитными доменными параметрами, используемыми в модели.

R является нежеланием намагничивания между фазами.
R0 является нулевым нежеланием последовательности.
_Rl1 является первичным нежеланием утечки.
_Rl2 является первым вторичным нежеланием утечки.
_Rl3 является вторым вторичным нежеланием утечки.
_n1 является количеством поворотов первичной обмотки.
_n2 является количеством первых поворотов вторичной обмотки.
_n3 является количеством вторых поворотов вторичной обмотки.

Для (трехфазных) преобразователей с тремя обмотками связь между различными обмотками в каждой фазе идентична.

Считайте фазу первым. Это уравнение представляет матрицу индуктивности для основного устройства и (первый и второй) вторичные обмотки и отношение между параметрами в электрических и магнитных областях:

$[\begin{matrix} L_{a 1 a 1} & L_{a 1 a 2} & L_{a 1 a 3} \\ L_{a 2 a 1} & L_{a 2 a 2} & L_{a 2 a 3} \\ L_{a 3 a 1} & L_{a 3 a 2} & L_{a 3 a 3} \end{matrix}] = [\begin{matrix} n_{}^{12} (\frac{1}{R l_{1}} + \frac{2}{R} + \frac{1}{R 0}) & n_{1} n_{2} (\frac{2}{R} + \frac{1}{R 0}) & n_{1} n_{3} (\frac{2}{R} + \frac{1}{R 0}) \\ n_{1} n_{2} (\frac{2}{R} + \frac{1}{R 0}) & n_{}^{22} (\frac{1}{R l_{2}} + \frac{2}{R} + \frac{1}{R 0}) & n_{2} n_{3} (\frac{2}{R} + \frac{1}{R 0}) \\ n_{1} n_{3} (\frac{2}{R} + \frac{1}{R 0}) & n_{2} n_{3} (\frac{2}{R} + \frac{1}{R 0}) & n_{}^{32} (\frac{1}{R l_{3}} + \frac{2}{R} + \frac{1}{R 0}) \end{matrix}] = [\begin{matrix} L_{p} + \frac{}{23} L_{m} & \frac{}{23} L_{m} \frac{n_{2}}{n_{1}} & \frac{}{23} L_{m} \frac{n 3}{n_{1}} \\ \frac{}{23} L_{m} \frac{n_{2}}{n_{1}} & L_{s}_{1} + \frac{}{23} \frac{n_{}^{22}}{n_{}^{12}} L_{m} & \frac{}{23} L_{m} \frac{n_{3}}{n_{1}} \frac{n_{2}}{n_{1}} \\ \frac{}{23} L_{m} \frac{n_{3}}{n_{1}} & \frac{}{23} L_{m} \frac{n_{3}}{n_{1}} \frac{n_{2}}{n_{1}} & L_{s}_{2} + \frac{}{23} \frac{n_{}^{32}}{n_{}^{12}} L_{m} \end{matrix}]$

Путем применения нескольких математических шагов к этой матрице индуктивности мы можем получить уравнения, которые представляют индуктивность первичных и вторичных обмоток.

_Lm является индуктивностью намагничивания между фазами.
$L_{m} = \frac{}{32} n_{}^{12} (\frac{2}{R} + \frac{1}{R 0})$
_Lp является индуктивностью первичной обмотки.
$L p = \frac{n_{}^{12}}{R l_{1}}$
_Ls1 является первой индуктивностью вторичной обмотки.
$L_{s}_{1} = \frac{n_{}^{22}}{R l_{2}}$

_Ls2 является второй индуктивностью вторичной обмотки.
$L_{s}_{2} = \frac{n_{}^{32}}{R l_{3}}$

Теперь рассмотрите только первичные обмотки для всех трех фаз. Это уравнение показывает отношение между матрицей индуктивности первичной обмотки в электрической области и матрицей нежелания в магнитной области.

$L (a b c) = [\begin{matrix} L_{a 1 a 1} & L_{a 1 b 1} & L_{a 1 c 1} \\ L_{b 1 a 1} & L_{b 1 b 1} & L_{b 1 c 1} \\ L_{c 1 a 1} & L_{c 1 b 1} & L_{c 1 c 1} \end{matrix}] = [\begin{matrix} n_{}^{12} (\frac{1}{R l_{1}} + \frac{2}{R} + \frac{1}{R 0}) & - \frac{n_{}^{12}}{R} & - \frac{n_{}^{12}}{R} \\ - \frac{n_{}^{12}}{R} & n_{}^{12} (\frac{1}{R l_{1}} + \frac{2}{R} + \frac{1}{R 0}) & - \frac{n_{}^{12}}{R} \\ - \frac{n_{}^{12}}{R} & - \frac{n_{}^{12}}{R} & n_{}^{12} (\frac{1}{R l_{1}} + \frac{2}{R} + \frac{1}{R 0}) \end{matrix}]$

Нулевая индуктивность последовательности выражается как:

$L_{0} = n_{}^{12} (\frac{1}{R l_{1}} + \frac{1}{R 0})$

Поэтому мы можем вывести параметры в магнитной области и их отношении с электрической областью:

$R 0 = \frac{n_{}^{12}}{L_{0} - L_{p}}$

$R = 2 \frac{n_{}^{12}}{\frac{}{23} L_{m} + L_{p} - L_{0}}$

$L_{e d d y} = 3 \frac{n_{}^{12}}{R_{m}}$

Ядро с пятью конечностями

В случае преобразователя с пятью конечностями дополнительные пути к магнитному потоку, обеспеченные дополнительными конечностями, могут быть представлены нулевыми нежеланиями последовательности, которые первоначально спроектированы для магнитных путей через воздух в преобразователе с тремя конечностями.

В модели с пятью конечностями магнитные нежелания от фаз до дополнительных конечностей, как предполагается, равны магнитным нежеланиям между фазами.

$R = R 0$

Поэтому мы выводим:

$R = R 0 = 4 \frac{n_{}^{12}}{L_{m}}$

$L_{e d d y} = 4 \frac{n_{}^{12}}{R_{m}}$

Параметры экрана

Можно отобразиться, преобразователь на модуль основывают значения в командном окне MATLAB^® с помощью контекстного меню блока. Чтобы отобразить значения, щелкните правой кнопкой по блоку и выберите Electrical> Display Base Values.

Переменные

Используйте настройки Variables, чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках (Simscape).

Предположения и ограничения

Насыщаемое магнитное нежелание не рассматривается.

Порты

Сохранение

развернуть все

— Напряжение первичной обмотки
электрический

Расширяемый трехфазный электрический порт сохранения сопоставлен с трехфазным, [a1 b1 c1], напряжение обмотки 1.

`n1` — Первичная обмотка нейтральная точка
электрический

Электрический порт сохранения сопоставил с первичной обмоткой нейтральную точку.

Зависимости

Этот порт только отображается, когда параметр Main Winding 1 connection type устанавливается на Wye with neutral port.

— Первое напряжение вторичной обмотки
электрический

Расширяемый трехфазный электрический порт сохранения сопоставлен с трехфазным, [a2 b2 c2], напряжение первой вторичной обмотки.

`n2` — Первая вторичная обмотка нейтральная точка
электрический

Электрический порт сохранения сопоставил с первой вторичной обмоткой нейтральную точку.

Зависимости

Этот порт только отображается, когда параметр Main Winding 2 connection type устанавливается на Wye with neutral port.

— Второе напряжение вторичной обмотки
электрический

Расширяемый трехфазный электрический порт сохранения сопоставлен с трехфазным, [a3 b3 c3], напряжение второй вторичной обмотки.

`n3` — Вторая вторичная обмотка нейтральная точка
электрический

Электрический порт сохранения сопоставил со второй вторичной обмоткой нейтральную точку.

Зависимости

Этот порт только отображается, когда параметр Main Winding 3 connection type устанавливается на Wye with neutral port.

Параметры

развернуть все

Основной

`Rated apparent power` — Полная мощность в номинальной мощности
`100e6` `V*A` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Полная мощность, текущая через преобразователь при работе в номинальной мощности. Значение должно быть больше 0.

`Rated electrical frequency` — Связанная сетевая электрическая частота
60 `Hz` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Оцененная или номинальная частота сети AC, с которой соединяется преобразователь. Значение должно быть больше 0.

`Primary winding connection type` — Настройка первичной обмотки
`Wye with floating neutral` (значение по умолчанию) | `Wye with neutral port` | `Wye with grounded neutral` | `Delta 1 o'clock` | `Delta 11 o'clock`

Тип первичной обмотки.

`Primary rated voltage` — Линейное напряжение RMS применилось к первичной обмотке
4160 `V` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Линейное напряжение RMS применилось к первичной обмотке под нормальными условиями работы. Значение должно быть больше 0.

`First secondary connection type` — Первая настройка вторичной обмотки
`Wye with floating neutral` (значение по умолчанию) | `Wye with neutral port` | `Wye with grounded neutral` | `Delta 1 o'clock` | `Delta 11 o'clock`

Первый тип вторичной обмотки.

`First secondary rated voltage` — Линейное напряжение RMS применилось к первой вторичной обмотке
`24e3` `V` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Линейное напряжение RMS применилось к первой вторичной обмотке под нормальными условиями работы. Значение должно быть больше 0.

`Second secondary connection type` — Вторая настройка вторичной обмотки
`Wye with floating neutral` (значение по умолчанию) | `Wye with neutral port` | `Wye with grounded neutral` | `Delta 1 o'clock` | `Delta 11 o'clock`

Второй тип вторичной обмотки.

`Second secondary rated voltage` — Линейное напряжение RMS применилось к второй вторичной обмотке
`24e3` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Линейное напряжение RMS применилось к второй вторичной обмотке под нормальными условиями работы. Значение должно быть больше 0.

`Core type` — Количество конечностей
`Three-phase three-limb` (значение по умолчанию) | `Three-phase five-limb`

Количество конечностей, которые включают магнитную схему.

Зависимости

Zero sequence reactance (pu), параметр Impedances, только отображается, когда этот параметр устанавливается на Three-phase three-limb.

Импедансы

`Core type` — Количество конечностей
`Three-phase three-limb` (значение по умолчанию) | `Three-phase five-limb`

Количество конечностей, которые включают магнитную схему.

Зависимости

`Primary winding resistance (pu)` — Потери мощности первичной обмотки
0.01 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Потери мощности на модуль в первичной обмотке. Значение должно быть больше 0.

`Primary leakage reactance (pu)` — Потеря магнитного потока первичной обмотки
0.001 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Потеря магнитного потока на модуль в первичной обмотке. Значение должно быть больше 0.

`First secondary winding resistance (pu)` — Первые потери мощности вторичной обмотки
0.01 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Потери мощности на модуль в первой вторичной обмотке. Значение должно быть больше 0.

`First secondary leakage reactance (pu)` — Первая потеря магнитного потока вторичной обмотки
0.001 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Потеря магнитного потока на модуль в первой вторичной обмотке. Значение должно быть больше 0.

`Second secondary winding resistance (pu)` — Вторые потери мощности вторичной обмотки
0.01 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Потери мощности на модуль во второй вторичной обмотке. Значение должно быть больше 0.

`Second secondary leakage reactance (pu)` — Вторая потеря магнитного потока вторичной обмотки
0.001 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Потеря магнитного потока на модуль во второй вторичной обмотке. Значение должно быть больше 0.

`Shunt magnetizing resistance (pu)` — Ядро преобразователя магнитные потери
500 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Магнитные потери на модуль в ядре преобразователя. Значение должно быть больше 0.

`Shunt magnetizing reactance (pu)` — Ядро преобразователя магнитные эффекты
500 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Магнитные эффекты на модуль ядра преобразователя при работе в его линейной области. Значение должно быть больше 0.

`Zero sequence reactance (pu)` — Нулевое реактивное сопротивление последовательности
0.5 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

На модуль обнулите реактивное сопротивление последовательности. Значение должно быть больше или быть равно потере магнитного потока первичной обмотки.

Зависимости

Этот параметр только отображается, когда Core type, параметр Main, установлен в Three-phase three-limb.

Примеры модели

Выпрямитель с двенадцатью импульсными тиристорами

Управляйте выпрямителем с двенадцатью импульсными тиристорами. Два тиристорных конвертера соединяются с Wye - преобразователь Delta-Wye на входе. Блок Thyristor 12-Pulse Generator генерирует сигналы логического элемента для этих двух конвертеров.

Открытая модель

Документация

Three-Winding Transformer (Three-Phase)

Описание

Уравнения

Ядро с тремя конечностями

Ядро с пятью конечностями

Параметры экрана

Переменные

Предположения и ограничения

Порты

Сохранение

— Напряжение первичной обмотки электрический

n1 — Первичная обмотка нейтральная точка электрический

Зависимости

— Первое напряжение вторичной обмотки электрический

n2 — Первая вторичная обмотка нейтральная точка электрический

Зависимости

— Второе напряжение вторичной обмотки электрический

n3 — Вторая вторичная обмотка нейтральная точка электрический

Зависимости

Параметры

Основной

Rated apparent power — Полная мощность в номинальной мощности 100e6 V*A (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Rated electrical frequency — Связанная сетевая электрическая частота60 Hz (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Primary winding connection type — Настройка первичной обмотки Wye with floating neutral (значение по умолчанию) | Wye with neutral port | Wye with grounded neutral | Delta 1 o'clock | Delta 11 o'clock

Primary rated voltage — Линейное напряжение RMS применилось к первичной обмотке4160 V (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

First secondary connection type — Первая настройка вторичной обмотки Wye with floating neutral (значение по умолчанию) | Wye with neutral port | Wye with grounded neutral | Delta 1 o'clock | Delta 11 o'clock

First secondary rated voltage — Линейное напряжение RMS применилось к первой вторичной обмотке 24e3 V (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Second secondary connection type — Вторая настройка вторичной обмотки Wye with floating neutral (значение по умолчанию) | Wye with neutral port | Wye with grounded neutral | Delta 1 o'clock | Delta 11 o'clock

Second secondary rated voltage — Линейное напряжение RMS применилось к второй вторичной обмотке 24e3 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Core type — Количество конечностей Three-phase three-limb (значение по умолчанию) | Three-phase five-limb

Зависимости

Импедансы

Core type — Количество конечностей Three-phase three-limb (значение по умолчанию) | Three-phase five-limb

Зависимости

Primary winding resistance (pu) — Потери мощности первичной обмотки0.01 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Primary leakage reactance (pu) — Потеря магнитного потока первичной обмотки0.001 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

First secondary winding resistance (pu) — Первые потери мощности вторичной обмотки0.01 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

First secondary leakage reactance (pu) — Первая потеря магнитного потока вторичной обмотки0.001 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Second secondary winding resistance (pu) — Вторые потери мощности вторичной обмотки0.01 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Second secondary leakage reactance (pu) — Вторая потеря магнитного потока вторичной обмотки0.001 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Shunt magnetizing resistance (pu) — Ядро преобразователя магнитные потери500 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Shunt magnetizing reactance (pu) — Ядро преобразователя магнитные эффекты500 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Zero sequence reactance (pu) — Нулевое реактивное сопротивление последовательности0.5 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Примеры модели

Выпрямитель с двенадцатью импульсными тиристорами

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2019a

Документация Simscape Electrical

Поддержка

— Напряжение первичной обмотки
электрический

`n1` — Первичная обмотка нейтральная точка
электрический

— Первое напряжение вторичной обмотки
электрический

`n2` — Первая вторичная обмотка нейтральная точка
электрический

— Второе напряжение вторичной обмотки
электрический

`n3` — Вторая вторичная обмотка нейтральная точка
электрический

`Rated apparent power` — Полная мощность в номинальной мощности
`100e6` `V*A` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Rated electrical frequency` — Связанная сетевая электрическая частота
60 `Hz` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Primary winding connection type` — Настройка первичной обмотки
`Wye with floating neutral` (значение по умолчанию) | `Wye with neutral port` | `Wye with grounded neutral` | `Delta 1 o'clock` | `Delta 11 o'clock`

`Primary rated voltage` — Линейное напряжение RMS применилось к первичной обмотке
4160 `V` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`First secondary connection type` — Первая настройка вторичной обмотки
`Wye with floating neutral` (значение по умолчанию) | `Wye with neutral port` | `Wye with grounded neutral` | `Delta 1 o'clock` | `Delta 11 o'clock`

`First secondary rated voltage` — Линейное напряжение RMS применилось к первой вторичной обмотке
`24e3` `V` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Second secondary connection type` — Вторая настройка вторичной обмотки
`Wye with floating neutral` (значение по умолчанию) | `Wye with neutral port` | `Wye with grounded neutral` | `Delta 1 o'clock` | `Delta 11 o'clock`

`Second secondary rated voltage` — Линейное напряжение RMS применилось к второй вторичной обмотке
`24e3` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Core type` — Количество конечностей
`Three-phase three-limb` (значение по умолчанию) | `Three-phase five-limb`

`Core type` — Количество конечностей
`Three-phase three-limb` (значение по умолчанию) | `Three-phase five-limb`

`Primary winding resistance (pu)` — Потери мощности первичной обмотки
0.01 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Primary leakage reactance (pu)` — Потеря магнитного потока первичной обмотки
0.001 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`First secondary winding resistance (pu)` — Первые потери мощности вторичной обмотки
0.01 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`First secondary leakage reactance (pu)` — Первая потеря магнитного потока вторичной обмотки
0.001 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Second secondary winding resistance (pu)` — Вторые потери мощности вторичной обмотки
0.01 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Second secondary leakage reactance (pu)` — Вторая потеря магнитного потока вторичной обмотки
0.001 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Shunt magnetizing resistance (pu)` — Ядро преобразователя магнитные потери
500 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Shunt magnetizing reactance (pu)` — Ядро преобразователя магнитные эффекты
500 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Zero sequence reactance (pu)` — Нулевое реактивное сопротивление последовательности
0.5 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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