Multi-Winding Transformer

Реализуйте мультиизвилистый трансформатор с касаниями

Библиотека

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Основные Блоки / Элементы

Описание

Блок Multi-Winding Transformer реализует трансформатор, где количество обмоток может быть задано для обоих основное устройство (обмотки левой стороны) и вторичное устройство (обмотки правой стороны).

Эквивалентная схема блока Multi-Winding Transformer похожа на тот из Линейных блоков Трансформатора, и характеристика насыщения ядра может быть задана или нет. Дополнительную информацию см. в страницах с описанием блока Saturable Transformer о том, как насыщение и гистерезисная характеристика реализованы.

Эквивалентную схему блока Multi-Windings Transformer с двумя первичными обмотками и тремя вторичными обмотками показывают в следующей фигуре.

Можно добавить равномерно распределенные касания в первую первичную обмотку (верхняя левая обмотка) или в первую вторичную обмотку (верхняя правая обмотка). Эквивалентную схему блока Multi-Winding Transformer с одной первичной обмоткой и восемью касаниями на первой из этих двух вторичных обмоток показывают в следующей фигуре.

Извилистые терминалы идентифицированы соответствующим извилистым номером. Первая обмотка является первой на первичной стороне (верхняя левая сторона), и последняя обмотка является последней на вторичной стороне (нижняя правая сторона). Полярности обмоток заданы знаком "плюс".

Терминалы касания идентифицированы их извилистым номером, сопровождаемым точечным символом и номером касания. Касания равномерно распределены так, чтобы напряжение, появляющееся ни при какой загрузке между двумя последовательными касаниями, было равно общему напряжению обмотки, разделенной на (количество касаний +1). Общая индуктивность сопротивления обмотки и утечки коснувшейся обмотки одинаково распределяется вдоль касаний.

Параметры

Вкладка настройки

Number of windings on left side

Задает количество обмоток на первичной стороне (левая сторона) трансформатора. Значением по умолчанию является 1.

Number of windings on right side

Задает количество обмоток на вторичной стороне (правая сторона) трансформатора. Значением по умолчанию является 3.

Tapped winding

Выберите no taps (значение по умолчанию), если вы не хотите добавлять касания в трансформатор. Выберите taps on upper left winding добавить касания в первую обмотку на первичной стороне трансформатора. Выберите taps on upper right winding добавить касания во вторичную обмотку на правой стороне трансформатора. Количество касаний задано параметром Number of taps (equally spaced).

Number of taps (equally spaced)

Этот параметр не включен, если параметр Tapped winding устанавливается на no taps. Значением по умолчанию является 2.

Если theTapped winding параметр устанавливается на taps on upper left winding, вы задаете количество касаний, чтобы добавить к первой обмотке на левой стороне.

Если theTapped winding параметр устанавливается на taps on upper right winding, вы задаете количество касаний, чтобы добавить к первой обмотке на правой стороне.

Saturable core

Если выбрано, реализует насыщаемый трансформатор. См. также параметр характеристики Насыщения на вкладке Parameters. Значение по умолчанию очищено.

Simulate hysteresis

Выберите к гистерезисной характеристике насыщения модели вместо однозначной кривой насыщения. Этот параметр включен, только если параметр Saturable core выбран. Значение по умолчанию очищено.

Hysteresis Mat file

Параметр Hysteresis Mat file включен, только если параметр Simulate hysteresis выбран.

Задайте .mat файл, содержащий данные, которые будут использоваться в гистерезисной модели. Когда вы открываете Hysteresis Design Tool Powergui, гистерезисной петли по умолчанию и параметров, сохраненных в hysteresis.mat файл отображен. Используйте кнопку Load Гистерезисного Design Tool, чтобы загрузить другой .mat файл. Используйте кнопку Save Гистерезисного Design Tool, чтобы сохранить вашу модель в новом .mat файл.

Measurements

Выберите Winding voltages измерять напряжение через извилистые терминалы блока Saturable Transformer.

Выберите Winding currents измерять токи, текущие через обмотки блока Saturable Transformer.

Выберите Flux and excitation current (Im + IRm), чтобы измерить потокосцепление, в секунды вольта (V.s), и общее возбуждение, текущее включая железные потери, смоделированные Комнатой.

Выберите Flux and magnetization current (Im) измерять потокосцепление, в секунды вольта (V.s), и текущее намагничивание, в амперах (А), не включая железные потери, смоделированные Комнатой.

Выберите All measurement (V, I, Flux) измерять извилистые напряжения, токи, токи намагничивания и потокосцепление.

Значением по умолчанию является None.

Поместите блок Multimeter в свою модель, чтобы отобразить выбранные измерения во время симуляции.

В Доступном поле списка Измерений блока Multimeter измерения идентифицированы меткой, сопровождаемой именем блока.

Измерение	Метка
Извилистые напряжения	`U_LeftWinding_1:` `U_TapWinding_2.1:U_RightWinding_1:`
Winding currents	`I_LeftWinding_1:` `I_TapWinding_2.1:I_RightWinding_1:`
Текущее возбуждение	`Iexc:`
Текущее намагничивание	`Imag:`
Потокосцепление	`Flux:`

Вкладка параметров

Units

Укажите, что модули раньше вводили параметры блока Multi-Winding Transformer. Выберите pu использовать на модуль. Выберите SI использовать единицы СИ. Изменение параметра Units от pu к SI, или от SI к pu, автоматически преобразует параметры, отображенные в маске блока. На модульное преобразование основан на номинальной мощности трансформатора Pn в ВА, номинальная частота fn в Гц и номинальном напряжении Vn, в Vrms, обмоток. Значением по умолчанию является pu.

Nominal power and frequency

Номинальная номинальная мощность, в вольт-амперах (VA), и номинальная частота, в герц (Гц), трансформатора. Обратите внимание на то, что номинальные параметры не оказывают влияния на модель трансформатора, когда параметр Units устанавливается на SI. Значением по умолчанию является [75e3 60].

Winding nominal voltages

Задайте вектор, содержащий номинальные напряжения RMS, в Vrms, обмоток на левой стороне, сопровождаемой номинальными напряжениями RMS обмоток на правой стороне. Вы не должны задавать отдельные напряжения номинала касания. Значением по умолчанию является [ 14400 120 120 120 ].

Winding resistances

Задайте вектор, содержащий значения сопротивления обмоток на левой стороне, сопровождаемой значениями сопротивления обмоток на правой стороне. Вы не должны задавать отдельные сопротивления касания. Значением по умолчанию является [ 0.005 0.005 0.005 0.005] когда параметром Units является pu и [13.824 0.00096 0.00096 0.00096] когда параметром Units является SI.

Winding leakage inductances

Задайте вектор, содержащий значения индуктивности утечки обмоток на левой стороне, сопровождаемой значениями индуктивности утечки обмоток на правой стороне. Вы не должны задавать отдельную индуктивность утечки касания. Значением по умолчанию является [ 0.02 0.02 0.02 0.02 ] когда параметром Units является pu и [0.14668 1.0186e-05 1.0186e-05 1.0186e-05] когда параметром Units является SI.

Magnetization resistance Rm

Комната сопротивления намагничивания, в Омах или в pu. Значением по умолчанию является 50 когда параметром Units является pu и 1.3824e+05 когда параметром Units является SI.

Magnetization inductance Lm

Параметр Magnetization inductance Lm не доступен, если параметр Saturable core на вкладке Configuration выбран.

Индуктивность намагничивания Lm, в Генри или в pu, для ненасыщаемого ядра. Значением по умолчанию является 50 когда параметром Units является pu и 366.69 когда параметром Units является SI.

Saturation characteristic

Этот параметр доступен, только если параметр Saturation core на вкладке Configuration выбран.

Характеристика насыщения для насыщаемого ядра. Задайте серию текущих пар потока / (в pu) начиная с пары (0,0). Значением по умолчанию является [ 0,0 ; 0.0024,1.2 ; 1.0,1.52 ] когда параметром Units является pu и [0 0;0.017678 64.823;7.3657 82.109] когда параметром Units является SI.

Вкладка "Дополнительно"

Вкладка Advanced блока не отображается, когда вы устанавливаете параметр Simulation type блока powergui к Непрерывному, или когда вы выбираете дискретный параметр решателя указателя Automatically блока powergui. Вкладка отображается, когда вы устанавливаете параметр типа Симуляции блока powergui к Дискретному, и когда Автоматически указатель дискретный параметр решателя блока powergui очищен.

Break Algebraic loop in discrete saturation model

Когда выбрано, задержка вставляется при выходе модели насыщения вычислительное намагничивание, текущее как функция потокосцепления (интеграл входного напряжения, вычисленного трапециевидным методом). Эта задержка устраняет алгебраический цикл, следующий из трапециевидных методов дискретизации, и ускоряет симуляцию модели. Однако задержка вводит одну задержку шага симуляции модели и может вызвать числовые колебания, если шаг расчета является слишком большим. Алгебраический цикл требуется в большинстве случаев получить точное решение.

Когда очищенный (значение по умолчанию), метод дискретизации модели насыщения задан параметром Discrete solver model.

Discrete solver model

Выберите один из этих методов, чтобы разрешить алгебраический цикл.

Trapezoidal iterative— Несмотря на то, что этот метод приводит к правильным результатам, он не рекомендуется, потому что Simulink^® имеет тенденцию замедляться и может не сходиться (остановки симуляции), особенно когда число насыщаемых трансформаторов увеличено. Кроме того, из-за Simulink алгебраическое ограничение цикла этот метод не может использоваться в режиме реального времени. В R2018b и предыдущих релизах, вы использовали этот метод, когда параметр Break Algebraic loop in discrete saturation model был очищен.
Trapezoidal robust— Этот метод немного более точен, чем Backward Euler robust метод. Однако это может произвести немного ослабленные числовые колебания на напряжениях трансформатора, когда трансформатор не ни при какой загрузке.
Backward Euler robust— Этот метод обеспечивает хорошую точность и предотвращает колебания, когда трансформатор не ни при какой загрузке.

Максимальное количество итераций для устойчивых методов задано во вкладке Preferences блока powergui в разделе Solver details for nonlinear elements. Для приложений реального времени вы, возможно, должны ограничить количество итераций. Обычно, ограничение количества итераций к 2 приводит к приемлемым результатам. Два устойчивых решателя являются рекомендуемыми методами для дискретизации модели насыщения трансформатора.

Для получения дополнительной информации о какой метод использовать в вашем приложении, смотрите Симуляцию Дискретизированные Электрические системы.

Примеры

power_OLTCregtransformer пример использует три Мультиизвилистых блока Трансформатора, чтобы реализовать трехфазный трансформатор На преобразователе касания загрузки (OLTC).

Документация