Induction Machine Wound Rotor

Машина индукции ротора раны с на модуль или параметризацией SI

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Электромеханический / Асинхронный

Описание

Блок Induction Machine Wound Rotor моделирует ротор раны асинхронная машина основными параметрами, выраженными в на модуль или в Международной системе единиц (СИ). Ротор раны асинхронная машина является типом машины индукции. Весь статор и связи ротора доступны на блоке. Поэтому можно смоделировать режимы мягкого запуска с помощью переключателя между настройками Уая и дельты или путем увеличения сопротивления ротора. Если вам не нужен доступ к обмоткам ротора, используйте блок Induction Machine Squirrel Cage вместо этого.

Порт Connect ~1 к трехфазной схеме. Чтобы соединить статор в настройке дельты, соедините блок Phase Permute между портами ~1 и ~2. Соединять статор в настройке Уая, порт connect ~2 к Grounded Neutral или блоку Floating Neutral. Если вы не должны варьироваться сопротивление ротора, соединить порт ~1r' ротора с блоком Floating Neutral и порт ~2r' ротора с блоком Grounded Neutral.

Схема ротора отнесена в статор. Поэтому, когда вы используете блок в схеме, отошлите любые дополнительные параметры схемы к статору.

Инициализация машины индукции Используя целевые значения потока загрузки

Если блок находится в сети, которая совместима с разовым частотой режимом симуляции, можно выполнить анализ потоков загрузки сети. Анализ потоков загрузки вводит установившиеся значения, которые можно использовать, чтобы инициализировать машину.

Для получения дополнительной информации смотрите, Выполняют Анализ потоков загрузки Используя Simscape Electrical и Режим Симуляции Частоты и Времени (Simscape). Для примера, который показывает, как инициализируют машину индукции с помощью данных из анализа потоков загрузки, смотрите Инициализацию Асинхронного двигателя с Loadflow.

Уравнения

Для реализации SI блок преобразует значения SI, в которые вы входите на стоимости единицы для симуляции. Конвертированные значения основаны на машине, соединяемой в проветривающей дельту настройке.

Для реализации на модуль необходимо задать сопротивления и индуктивность во вкладке импедансов на основе машины, соединяемой в проветривающей дельту настройке.

Для получения информации об отношении между SI и параметрами машины на модуль, смотрите Преобразование На модуль для Параметров Машины. Для получения информации о параметризации на модуль смотрите Систему На модуль Модулей.

Асинхронные уравнения машины выражаются относительно синхронной системы координат, заданной

θe(t)=0t2πfrateddt,

где frated является значением параметра Rated electrical frequency.

Преобразование Парка сопоставляет уравнения статора с системой координат, которая является стационарной относительно расчетной электрической частоты. Преобразование Парка задано

Ps=23[cosθeпотому что(θe2π3)потому что(θe+2π3)sinθesin(θe2π3)sin(θe+2π3)121212],

где θe является электрическим углом.

Уравнения ротора сопоставлены с другой системой координат, заданной различием между электрическим углом и продуктом угла ротора θr и количество пар полюса N:

Pr=23[cos(θeNθr)потому что(θeNθr2π3)потому что(θeNθr+2π3)sin(θeNθr)sin(θeNθr2π3)sin(θeNθr+2π3)121212].

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

vds=1ωbasedψdsdtωψqs+Rsids,

vqs=1ωbasedψqsdt+ωψds+Rsiqs,

и

v0s=1ωbasedψ0sdt+Rsi0s,

где:

  • vds, vqs и v0s является d - ось, q - ось и напряжения статора нулевой последовательности, заданные

    [vdsvqsv0s]=Ps[vavbvc].

    va, vb и vc являются напряжениями статора через порты ~1 и ~2.

  • ωbase является основной электрической скоростью на модуль.

  • ψds, ψqs и ψ0s является d - ось, q - ось и потокосцепления статора нулевой последовательности.

  • Rs является сопротивлением статора.

  • ids, iqs и i0s является d - ось, q - ось и токи статора нулевой последовательности, заданные

    [idsiqsi0s]=Ps[iaibic].

    ia, ib и ic являются токами статора, текущими из порта ~1 к порту ~2.

Уравнения напряжения ротора определены

vdr=1ωbasedψdrdt(ωωr)ψqr+Rrdidr,

vqr=1ωbasedψqrdt+(ωωr)ψdr+Rrdiqr,

и

v0r=1ωbasedψ0rdt+Rrdi0s,

где:

  • vdr, vqr и v0r является d - ось, q - ось и напряжения ротора нулевой последовательности, заданные

    [vdrvqrv0r]=Pr[varvbrvcr].

    var, vbr и vcr являются напряжениями ротора через порты ~1r' и ~2r'.

  • ψdr, ψqr и ψ0r является d - ось, q - ось и потокосцепления ротора нулевой последовательности.

  • ω является синхронной скоростью на модуль. Для синхронной системы координат значение равняется 1.

  • ωr является скоростью вращательного механического устройства на модуль.

  • Rrd является сопротивлением ротора, упомянул статор.

  • idr, iqr и i0r является d - ось, q - ось и токи ротора нулевой последовательности, заданные

    [idriqri0r]=Pr[iaribricr].

    iar, ibr и icr являются токами ротора, текущими из порта ~1r' к порту ~2r'.

Уравнения потокосцепления статора определены

ψds=Lssids+Lmidr,

ψqs=Lssiqs+Lmiqr,

и

ψ0s=Lssi0s,

где Lss является самоиндукцией статора, и Lm является индуктивностью намагничивания.

Уравнения потокосцепления ротора определены

ψdr=Lrrdidr+Lmids

ψqr=Lrrdiqr+Lmiqs,

и

ψ0r=Lrrdi0r,

то, где Lrrd является самоиндукцией ротора, упомянуло статор.

Крутящий момент ротора задан

T=ψdsiqsψqsids.

Самоиндукция статора Lss, индуктивность утечки статора Lls и индуктивность намагничивания Lm связана

Lss=Lls+Lm.

Самоиндукция ротора Lrrd, индуктивность утечки ротора Llrd и индуктивность намагничивания Lm связана

Lrrd=Llrd+Lm.

Когда кривая насыщения обеспечивается, уравнения, чтобы определить влажную индуктивность намагничивания, как функция намагничивания потока:

Lm_sat=f(ψm)

ψm=ψdm2+ψqm2

Ни для какого насыщения уравнение уменьшает до

Lm_sat=Lm

Графический вывод и параметры отображения

Можно выполнить графический вывод и отобразить действия с помощью меню Electrical в контекстном меню блока.

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

  • Display Base Values — Отображается машина на модуль основывают значения в Командном окне MATLAB®.

  • Plot Torque Speed (SI) — Графики закручивают по сравнению со скоростью, оба измеренные в единицах СИ, в окне фигуры MATLAB с помощью текущих параметров машины.

  • Plot Torque Speed (pu) — Графики закручивают по сравнению со скоростью, оба измеренные в на модуль, в окне фигуры MATLAB с помощью текущих параметров машины.

  • Plot Open-Circuit Saturation — Напряжение терминала графиков по сравнению с текущей линией без загрузок, оба в на модуль, в окне фигуры MATLAB. График содержит три трассировки:

    • Ненасыщенный — (ненасыщенная) индуктивность намагничивания Статора.

    • Насыщаемый — интерполяционная таблица Разомкнутой цепи (v по сравнению с i) вы задаете.

    • Выведенный — интерполяционная таблица Разомкнутой цепи вывела из интерполяционной таблицы разомкнутой цепи на модуль (v по сравнению с i), вы задаете. Эти данные используются, чтобы вычислить влажную индуктивность намагничивания, Lm_sat, и фактор насыщения, Ks, по сравнению с рычажным устройством магнитного потока, ψm, характеристиками.

  • Plot Saturation Factor — Фактор насыщения графиков, Ks, по сравнению с рычажным устройством магнитного потока, ψm, в окне фигуры MATLAB с помощью параметров машины. Этот параметр выведен из других параметров, которые вы задаете:

    • Линия без загрузок текущие данные о насыщении, i

    • Терминальные данные о насыщении напряжения, v

    • Индуктивность утечки, Lls

  • Plot Saturated Inductance — Графики, намагничивающие индуктивность, Lm_sat, по сравнению с рычажным устройством магнитного потока, ψm, в окне фигуры MATLAB с помощью параметров машины. Этот параметр выведен из других параметров, которые вы задаете:

    • Линия без загрузок текущие данные о насыщении, i

    • Терминальные данные о насыщении напряжения, v

    • Индуктивность утечки, Lls

Для реализации SI v находится в V (RMS фазы фазы), и i находится в (RMS).

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).

Тип переменных, которые отображаются в настройках Variables, зависит от метода инициализации, который вы выбираете, в настройках Main, для параметра Initialization option. Задавать использование целевых значений:

  • Переменные потока — Установленный параметр Initialization option на Set targets for flux variables.

  • Данные из анализа потоков загрузки — Установленный параметр Initialization option на Set targets for load flow variables.

Если вы выбираете Set targets for load flow variables, чтобы полностью задать начальное условие, необходимо включать ограничение инициализации в форме высокоприоритетного целевого значения. Например, если ваша машина индукции соединяется с блоком Inertia, начальное условие для машины индукции полностью задано, если в настройках Variables блока Inertia Priority для Rotational velocity установлен в High. В качестве альтернативы вы могли установить Priority на None для блока Inertia Rotational velocity, и вместо этого набор Priority для блока Slip машины индукции, Real power generated или Mechanical power consumed к High.

Порты

Вывод

развернуть все

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

  • pu_torque

  • pu_velocity

  • pu_vds

  • pu_vqs

  • pu_v0s

  • pu_ids

  • pu_iqs

  • pu_i0s

Сохранение

развернуть все

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен с ротором машины.

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен со случаем машины.

Расширяемый трехфазный порт сопоставлен со связями положительного конца статора.

Расширяемый трехфазный порт сопоставлен со связями отрицательного конца статора.

Расширяемый трехфазный порт сопоставлен со связями положительного конца ротора.

Расширяемый трехфазный порт сопоставлен со связями отрицательного конца ротора.

Параметры

развернуть все

Все значения параметров по умолчанию основаны на настройке обмотки дельты машины.

Основной

Расчетная полная мощность машины индукции.

Линейное напряжение линии RMS.

Номинальная электрическая частота, соответствующая расчетной полной мощности.

Количество машины подпирает пары шестами.

Модульная система для параметризации блока. Выберите между SI, Международная система единиц и Per unit, система на модуль.

Зависимости

Выбор:

  • SI отсоединяет параметры SI в настройках Impedances и Saturation.

  • Per unit отсоединяет параметры на модуль в настройках Impedances и Saturation.

Модель нулевой последовательности:

  • Include — Приоритизируйте точность модели. Ошибка происходит, если вы Включаете условия нулевой последовательности для симуляций, которые используют решатель Разделения. Для получения дополнительной информации смотрите, что Скорость симуляции Увеличения Использует Решатель Разделения (Simscape).

  • Exclude — Приоритизируйте скорость симуляции для настольной симуляции или развертывания приложений.

Зависимости

Если этот параметр устанавливается на:

  • Include и Parameterization unit установлен в SI — Параметр Stator zero-sequence reactance, X0 в настройках Impedances отображается.

  • Include и Parameterization unit установлен в Per unit — Параметр Stator zero-sequence inductance, L0 (pu) в настройках Impedances отображается.

  • Exclude — Параметр нулевой последовательности статора в настройках Impedances не отображается.

Метод инициализации. Можно инициализировать машину для установившейся симуляции с помощью или течь данные или данные из анализа потоков загрузки.

Если вы выбираете Set targets for load flow variables, чтобы полностью задать начальное условие, необходимо включать ограничение инициализации в форме высокоприоритетного целевого значения. Например, если ваша машина индукции соединяется с блоком Inertia, начальное условие для машины индукции полностью задано, если в настройках Variables блока Inertia Priority для Rotational velocity установлен в High. В качестве альтернативы вы могли установить Priority на None для блока Inertia Rotational velocity, и вместо этого набор Priority для блока Slip машины индукции, Real power generated или Mechanical power consumed к High.

Зависимости

Тип переменных, которые отображаются в настройках Variables, зависит от метода инициализации, который вы выбираете, в настройках Main, для параметра Initialization option. Задавать использование целевых значений:

  • Переменные потока — Установленный параметр Initialization option на Set targets for flux variables.

  • Данные из анализа потоков загрузки — Установленный параметр Initialization option на Set targets for load flow variables.

Импедансы

Для параметра Parameterization unit в настройках Main выберите SI отсоединять параметры SI или Per unit отсоединять параметры на модуль.

Сопротивление статора.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к SI.

Реактивное сопротивление утечки статора.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к SI.

Сопротивление ротора упомянуло статор.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к SI.

Реактивное сопротивление утечки ротора упомянуло статор.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к SI.

Намагничивание реактивного сопротивления.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к SI.

Реактивное сопротивление нулевой последовательности статора.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к SI.

Сопротивление статора на модуль.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к Per unit.

Индуктивность утечки статора на модуль.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к Per unit.

Сопротивление ротора на модуль упомянуло статор.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к Per unit.

Индуктивность утечки ротора на модуль упомянула статор.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к Per unit.

На модуль намагничивая индуктивность, то есть, пиковое значение ротора статора взаимная индуктивность.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к Per unit.

Индуктивность нулевой последовательности статора на модуль.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если в настройках Main параметр Parameterization unit устанавливается на Per unit и параметр Zero sequence устанавливается на Include.

Насыщение

Для параметра Parameterization unit в настройках Main выберите SI отсоединять параметры SI или Per unit отсоединять параметры на модуль.

Характеристика насыщения основана на машине, соединяемой в проветривающей дельту настройке.

Блокируйте магнитное представление насыщения.

Зависимости

Если этот параметр устанавливается на Open-circuit lookup table (v versus i), связанные параметры отображаются.

Текущие данные i заполняют напряжение v по сравнению с полем текущая интерполяционная таблица i. Этот параметр должен содержать вектор по крайней мере с 10 элементами.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Magnetic saturation representation устанавливается на Open-circuit lookup table (v versus i) и в настройках Main параметр Parameterization unit устанавливается на SI.

Терминальное напряжение данные v заполняет напряжение v по сравнению с текущей интерполяционной таблицей i. Этот параметр должен содержать вектор по крайней мере с 10 элементами. Число элементов должно совпадать с числом элементов в векторе для параметра No-load line current saturation data, i (rms).

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Magnetic saturation representation устанавливается на Open-circuit lookup table (v versus i) и в настройках Main параметр Parameterization unit устанавливается на SI.

Текущие данные i заполняют напряжение v по сравнению с полем текущая интерполяционная таблица i. Этот параметр должен содержать вектор по крайней мере с 10 элементами.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Magnetic saturation representation устанавливается на Open-circuit lookup table (v versus i) и в настройках Main параметр Parameterization unit устанавливается на Per unit.

Терминальное напряжение данные v заполняет напряжение v по сравнению с текущей интерполяционной таблицей i. Этот параметр должен содержать вектор по крайней мере с 10 элементами. Число элементов должно совпадать с числом элементов в векторе для параметра Per-unit no-load line current saturation data, i.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Magnetic saturation representation устанавливается на Open-circuit lookup table (v versus i) и в настройках Main параметр Parameterization unit устанавливается на Per unit.

Вопросы совместимости

развернуть все

Поведение изменяется в R2020a

Ссылки

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

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

[3] Ojo, J. O. Consoli, A. и Lipo, T. A. "Улучшенная модель влажных машин индукции", Транзакции IEEE на Промышленных Приложениях. Издание 26, № 2, стр 212-221, 1990.

Расширенные возможности

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

Введенный в R2013b

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте