Induction Machine Wound Rotor

Асинхронный двигатель с фазным ротором с параметризацией в единицах СИ или относительных

Библиотека:
Simscape / Электрический / Электромеханический / Асинхронный

Описание

Блок Induction Machine Wound Rotor моделирует ротор раны асинхронная машина основными параметрами, описанными в относительных единицах или в Международной системе единиц (СИ). Ротор раны асинхронная машина является типом асинхронной машины. 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 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.

Асинхронные уравнения машины описываются относительно синхронной системы координат, заданной

$θ_{e} (t) = \int_{0}^{t} 2 π f_{r a t e d} d t,$

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

$P_{s} = \frac{2}{3} [\begin{matrix} \cos θ_{e} & потому что (θ_{e} - \frac{2 π}{3}) & потому что (θ_{e} + \frac{2 π}{3}) \\ - \sin θ_{e} & - sin (θ_{e} - \frac{2 π}{3}) & - sin (θ_{e} + \frac{2 π}{3}) \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{matrix}],$

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:

$P_{r} = \frac{2}{3} [\begin{matrix} \cos (θ_{e} - N θ_{r}) & потому что (θ_{e} - N θ_{r} - \frac{2 π}{3}) & потому что (θ_{e} - N θ_{r} + \frac{2 π}{3}) \\ - \sin (θ_{e} - N θ_{r}) & - sin (θ_{e} - N θ_{r} - \frac{2 π}{3}) & - sin (θ_{e} - N θ_{r} + \frac{2 π}{3}) \\ \frac{1}{2} & \frac{1}{2} & \frac{1}{2} \end{matrix}] .$

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

$v_{d s} = \frac{1}{ω_{b a s e}} \frac{d ψ_{d s}}{d t} - ω ψ_{q s} + R_{s} i_{d s},$

$v_{q s} = \frac{1}{ω_{b a s e}} \frac{d ψ_{q s}}{d t} + ω ψ_{d s} + R_{s} i_{q s},$

$v_{0 s} = \frac{1}{ω_{b a s e}} \frac{d ψ_{0 s}}{d t} + R_{s} i_{0 s},$

где:

_vds, _vqs и _v0s является d - ось, q - ось и напряжения статора нулевой последовательности, заданные
$[\begin{matrix} v_{d s} \\ v_{q s} \\ v_{0 s} \end{matrix}] = P_{s} [\begin{matrix} v_{a} \\ v_{b} \\ v_{c} \end{matrix}] .$
_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
$[\begin{matrix} i_{d s} \\ i_{q s} \\ i_{0 s} \end{matrix}] = P_{s} [\begin{matrix} i_{a} \\ i_{b} \\ i_{c} \end{matrix}] .$
_ia, _ib и _ic являются токами статора, текущими из порта ~1 к порту ~2.

Уравнения напряжения ротора определены

$v_{d r} = \frac{1}{ω_{b a s e}} \frac{d ψ_{d r}}{d t} - (ω - ω_{r}) ψ_{q r} + R_{r d} i_{d r},$

$v_{q r} = \frac{1}{ω_{b a s e}} \frac{d ψ_{q r}}{d t} + (ω - ω_{r}) ψ_{d r} + R_{r d} i_{q r},$

$v_{0 r} = \frac{1}{ω_{b a s e}} \frac{d ψ_{0 r}}{d t} + R_{r d} i_{0 s},$

где:

_vdr, _vqr и _v0r является d - ось, q - ось и напряжения ротора нулевой последовательности, заданные
$[\begin{matrix} v_{d r} \\ v_{q r} \\ v_{0 r} \end{matrix}] = P_{r} [\begin{matrix} v_{a r} \\ v_{b r} \\ v_{c r} \end{matrix}] .$
_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
$[\begin{matrix} i_{d r} \\ i_{q r} \\ i_{0 r} \end{matrix}] = P_{r} [\begin{matrix} i_{a r} \\ i_{b r} \\ i_{c r} \end{matrix}] .$
_iar, _ibr и _icr являются токами ротора, текущими из порта ~1r' к порту ~2r'.

Уравнения потокосцепления статора определены

$ψ_{d s} = L_{s s} i_{d s} + L_{m} i_{d r},$

$ψ_{q s} = L_{s s} i_{q s} + L_{m} i_{q r},$

$ψ_{0 s} = L_{s s} i_{0 s},$

где _Lss является самоиндукцией статора, и _Lm является индуктивностью намагничивания.

Уравнения потокосцепления ротора определены

$ψ_{d r} = L_{r r d} i_{d r} + L_{m} i_{d s}$

$ψ_{q r} = L_{r r d} i_{q r} + L_{m} i_{q s},$

$ψ_{0 r} = L_{r r d} i_{0 r},$

то, где _Lrrd является самоиндукцией ротора, упомянуло статор.

Крутящий момент ротора задан

$T = ψ_{d s} i_{q s} - ψ_{q s} i_{d s} .$

Самоиндукция статора _Lss, индуктивность утечки статора _Lls и индуктивность намагничивания _Lm связана

$L_{s s} = L_{l s} + L_{m} .$

Самоиндукция ротора _Lrrd, индуктивность утечки ротора _Llrd и индуктивность намагничивания _Lm связана

$L_{r r d} = L_{l r d} + L_{m} .$

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

$L_{m_s a t} = f (ψ_{m})$

$ψ_{m} = \sqrt{ψ_{d m}^{2} + ψ_{q m}^{2}}$

Ни для какого насыщения уравнение уменьшает до

$L_{m_s a t} = L_{m}$

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

Вывод

развернуть все

`pu` — Выходной порт измерений на модуль
физический

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

`R` — Ротор машины
механическое устройство

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен с ротором машины.

`C` — Случай машины
механическое устройство

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен со случаем машины.

— Связи положительного конца статора
электрический

Расширяемый трехфазный порт сопоставлен со связями положительного конца статора.

— Связи отрицательного конца статора
электрический

Расширяемый трехфазный порт сопоставлен со связями отрицательного конца статора.

`~1r'` — Связи положительного конца ротора
электрический

Расширяемый трехфазный порт сопоставлен со связями положительного конца ротора.

`~2r'` — Связи отрицательного конца ротора
электрический

Расширяемый трехфазный порт сопоставлен со связями отрицательного конца ротора.

Параметры

развернуть все

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

Основной

`Rated apparent power` — Расчетная полная мощность
`15e3` `V*A` (значение по умолчанию)

Расчетная полная мощность асинхронной машины.

`Rated voltage` — Напряжение RMS
220 `V` (значение по умолчанию)

Линейное напряжение линии RMS.

`Rated electrical frequency` — Номинальная электрическая частота
60 `Hz` (значение по умолчанию)

Номинальная электрическая частота, соответствующая расчетной полной мощности.

`Number of pole pairs` — Пары полюса машины
1 (значение по умолчанию)

Количество машины подпирает пары шестами.

`Parameterization unit` — Модульная система для параметризации блока
`SI` (значение по умолчанию) | `Per unit`

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.

`Zero sequence` — Нулевая последовательность
`Include` (значение по умолчанию) | `Exclude`

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, L0 (pu) в настройках Impedances отображается.
Exclude — Параметр нулевой последовательности статора в настройках Impedances не отображается.

`Initialization option` — Метод инициализации
`Set targets for flux variables` (значение по умолчанию) | `Set targets for load flow variables`

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

Зависимости

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.