Induction Machine Squirrel Cage

"Асинхронный двигатель с ротором типа ""беличья клетка"" с параметризацией в единицах СИ или относительных"

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Электромеханический / Асинхронный

  • Induction Machine Squirrel Cage block

Описание

Блок Induction Machine Squirrel Cage моделирует асинхронную машину ротора клетки белки основными параметрами, описанными в относительных единицах или в Международной системе единиц (СИ). Асинхронная машина ротора клетки белки является типом асинхронной машины. Все связи статора доступны на блоке. Поэтому можно смоделировать режимы мягкого запуска с помощью переключателя между настройками Уая и дельты. Если вам нужен доступ к обмоткам ротора, используйте блок Induction Machine Wound Rotor 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 (Three-Phase) или блоку Floating Neutral (Three-Phase).

Инициализация асинхронной машины 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. Для примера, который показывает, как инициализируют асинхронную машину 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 в относительных единицах Модулей.

Уравнения асинхронной машины описываются 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.

Преобразование Парка используется, чтобы определить уравнения асинхронной 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=0

и

vqr=1ωbasedψqrdt+(ωωr)ψdr+Rrdiqr=0,

где:

  • vdr и vqr является d - ось и q - напряжения ротора оси.

  • ψdr и ψqr является d - ось и q - потокосцепления ротора оси.

  • 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 и iqr является d - ось и q - токи ротора оси.

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

и

ψqr=Lrrdiqr+Lmiqs,

то, где Lrrd является самоиндукцией ротора, упомянуло статор.

Крутящий момент ротора задан

T=ψdsiqsψqsids.

Самоиндукция статора Lss, индуктивность утечки статора Lls, и намагничивающий inductance 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 — Отображает значения машины в относительных единицах в Командном окне MATLAB®.

  • Plot Torque Speed (SI) — Зависимость момента от скорости графиков, оба измеренные в единицах СИ, в графическом окне MATLAB с помощью текущих параметров машины.

  • Plot Torque Speed (pu) — Зависимость момента от скорости графиков, оба измерились в относительных единицах в графическом окне MATLAB с помощью текущих параметров машины.

  • Plot Open-Circuit Saturation — Напряжение терминала графиков по сравнению с текущей линией без загрузок, оба в относительных единицах, в графическом окне 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 магнитным потокосцеплением, ψm, характеристиками.

  • Plot Saturation Factor — Фактор насыщения графиков, Ks, по сравнению с магнитным потокосцеплением, ψm, в графическом окне 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 магнитным потокосцеплением, ψm, в графическом окне 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.

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 асинхронная машина соединяется с блоком Inertia, начальное условие для асинхронной машины 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 асинхронной машины, Real power generated или Mechanical power consumed к High.

Порты

Входной параметр

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.

Параметры

развернуть все

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

Основной

Расчетная полная мощность асинхронной машины.

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.

Опция, чтобы задать одну или двойную клетку для белок для машины.

Установка этого параметра на Double squirrel cage отсоединяет параметры Impedances для второй клетки.

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.

  • 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, pu_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 асинхронная машина соединяется с блоком Inertia, начальное условие для асинхронной машины 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 асинхронной машины, 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 и параметр Squirrel cage в установке Main к Single squirrel cage.

Реактивное сопротивление утечки ротора упомянуло статор.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к SI и параметр Squirrel cage в установке Main к Single squirrel cage.

Сопротивление ротора в клетке 1.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к SI и параметр Squirrel cage в установке Main к Double squirrel cage.

Реактивное сопротивление утечки ротора в клетке 1.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к SI и параметр Squirrel cage в установке Main к Double squirrel cage.

Сопротивление ротора в клетке 2.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к SI и параметр Squirrel cage в установке Main к Double squirrel cage.

Реактивное сопротивление утечки ротора в клетке 2.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к SI и параметр Squirrel cage в установке Main к Double squirrel cage.

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 и параметр Zero sequence в установке Main к Include.

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 и параметр Squirrel cage в установке Main к Single squirrel cage.

Индуктивность утечки ротора на модуль упомянула статор.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к Per unit и параметр Squirrel cage в установке Main к Single squirrel cage.

Сопротивление ротора на модуль в клетке 1.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к Per unit и параметр Squirrel cage в установке Main к Double squirrel cage.

Индуктивность утечки ротора на модуль в клетке 1.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к Per unit и параметр Squirrel cage в установке Main к Double squirrel cage.

Сопротивление ротора на модуль в клетке 2.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к Per unit и параметр Squirrel cage в установке Main к Double squirrel cage.

Индуктивность утечки ротора на модуль в клетке 2.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к Per unit и параметр Squirrel cage в установке Main к Double squirrel cage.

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 вы устанавливаете параметр Parameterization unit в установке Main к Per unit и параметр Zero sequence в установке Main к 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.

Примеры модели

Вопросы совместимости

развернуть все

Поведение изменяется в R2020a

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] Ojo, J. O. Consoli, A. и Lipo, T. A. "Улучшенная модель влажных асинхронных машин", 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 Simulink® Coder™.

Введенный в R2013b