Synchronous Machine Model 2.1

Синхронная машина с упрощенным преобразованием, упрощенным представлением и основной или стандартной параметризацией

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Электромеханический / Синхронный

  • Synchronous Machine Model 21 block

Описание

Блок Synchronous Machine Model 2.1 моделирует синхронную машину с одной обмоткой возбуждения и одним демпфером на d - оси и одном демпфере на q - ось. Вы используете основные или стандартные параметры, чтобы задать характеристики машины. Этот блок содержит преобразование Парка q d, так используйте его только для сбалансированной операции.

Синхронная инициализация 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 синхронную машину с помощью данных из анализа потоков загрузки, смотрите Синхронную Инициализацию Машины с Loadflow.

Уравнения

Синхронные уравнения машины описываются относительно вращающейся системы координат, заданной

θe(t)=Nθr(t),

где:

  • θe является электрическим углом.

  • N является количеством пар полюса.

  • θr является углом ротора.

Преобразование Парка сопоставляет синхронные уравнения машины с вращающейся системой координат относительно электрического угла. Преобразование Парка задано

Ps=23[cosθecos(θe2π3)cos(θe+2π3)sinθesin(θe2π3)sin(θe+2π3)].

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

ed=ed"Raid+xq"iq

и

eq=eq"xd"idRaiq,

где:

  • e”d и e”q является d - ось и q - напряжения оси позади подпереходных реактивных сопротивлений.

  • Ra является сопротивлением статора.

  • id и iq является d - ось и q - токи статора оси, заданные

    [idiq]=Ps[iaibic].

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

  • x”d и x”q является d - ось и q - подпереходные реактивные сопротивления оси.

  • ed и eq является d - ось и q - напряжения статора оси, заданные

    [edeq]=Ps[vavbvc].

    va, vb и vc являются напряжениями статора, измеренными от порта ~ к нейтральному порту n.

Уравнение напряжения ротора определено

efd=Rfdifd,

где:

  • Rfd является сопротивлением цепи возбуждения ротора.

  • ifd является полем на модуль текущее использование синхронной обратной величины модели машины система на модуль.

  • efd является полевым напряжением на модуль с помощью синхронной обратной величины модели машины система на модуль.

Напряжение позади переходных уравнений реактивного сопротивления задано

ded"dt=(xqxq")iqed"Tq0",

deq'dt=Efd(xdxd')ideq'Td0',

и

deq"dt=eq'(xd'xd")ideq"Td0",

где:

  • xd и xq является d - ось и q - ось синхронные реактивные сопротивления.

  • T”d0 и T”q0 является d - ось и q - подпереходные постоянные времени разомкнутой цепи оси.

  • Efd является полевым напряжением на модуль с помощью необратной величины модели возбудителя система на модуль.

  • x’d является d - переходное реактивное сопротивление оси.

  • e’q является q - напряжение оси позади переходного реактивного сопротивления.

  • T’d0 является d - переходная постоянная времени разомкнутой цепи оси.

Крутящий момент ротора задан

Te=ed"id+eq"iq(xd"xq")idiq.

Эти определяющие уравнения не описывают параметры, которые можно установить в диалоговом окне. Чтобы видеть их отношение с коэффициентами уравнения, см. книгу П. Кандура о понимании, моделировании, анализе и смягчении устойчивости энергосистемы и управляйте проблемами [1].

Параметры экрана

Можно выполнить действия отображения 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®.

  • Отображения Display Associated Base Values сопоставили базовые значения на модуль в командном окне MATLAB.

  • Display Associated Initial Conditions отображает сопоставленные начальные условия в командном окне MATLAB.

Переменные

Настройки Variables позволяют вам задавать 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.

Для этого блока отображаются настройки Variables, только если в настройках Initial Conditions параметр Initialization option устанавливается на Set targets for rotor angle and Park's transform variables.

Порты

Вывод

развернуть все

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

  • Полевое напряжение (основа цепи возбуждения, Efd), pu_fd_Efd

  • Текущее поле (основа цепи возбуждения, IFD), pu_fd_Ifd

  • Электрический крутящий момент, pu_torque

  • Скорость ротора, pu_velocity

  • Напряжение d-оси статора, pu_ed

  • Напряжение q-оси статора, pu_eq

  • Напряжение нулевой последовательности статора, pu_e0 — Этот порт обеспечивается, чтобы обеспечить совместимый интерфейс с другими моделями машины. Его значение всегда является нулем.

  • Текущая d-ось статора, pu_id

  • Текущая q-ось статора, pu_iq

  • Текущая нулевая последовательность статора, pu_i0 — Этот порт обеспечивается, чтобы обеспечить совместимый интерфейс с другими моделями машины. Его значение всегда является нулем.

  • Ротор электрический угол, electrical_angle_out

Чтобы соединиться с этим портом, используйте блок Synchronous Machine Measurement.

Сохранение

развернуть все

Электрический порт сохранения сопоставил с обмоткой возбуждения положительный терминал.

Электрический порт сохранения сопоставил с обмоткой возбуждения отрицательный терминал.

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен с ротором машины.

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен со случаем машины.

Расширяемый трехфазный порт сопоставлен с обмотками статора.

Электрический порт сохранения сопоставлен с нейтральной точкой Уая извилистую настройку. Этот порт обеспечивается, чтобы обеспечить совместимый интерфейс для существующих моделей машины. Напряжение и текущий на этом порте проигнорировано.

Параметры

развернуть все

Основной

Расчетная полная мощность.

RMS оценила линейное напряжение линии.

Номинальная электрическая частота, на которой заключается в кавычки оцененная полная мощность.

Количество машины подпирает пары шестами.

Блокируйте метод параметризации. Опции:

  • Fundamental parameters — Основные параметры отображаются в настройках Impedances, и настройки Time Constants не отображаются.

  • Standard parameters — Стандартные параметры отображаются в Impedances, и настройки Time Constants отображаются.

Этот параметр влияет на видимость настроек Time Constant и параметров в настройках Impedances.

Метод параметризации цепи возбуждения. Опции:

  • Field circuit voltage — Задайте цепь возбуждения в терминах напряжения.

  • Field circuit current — Задайте цепь возбуждения в терминах тока. Этот метод является методом параметризации цепи возбуждения по умолчанию.

Этот параметр влияет на видимость параметров Field circuit current и Field circuit voltage.

Напряжение через цепь возбуждения, которая производит номинальное напряжение на терминалах машины.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify field circuit input required to produce rated terminal voltage at no load by устанавливается на Field circuit voltage.

Текущий в цепи возбуждения, которая производит номинальное напряжение на терминалах машины.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify field circuit input required to produce rated terminal voltage at no load by устанавливается на Field circuit current.

Контрольная точка для углового измерения ротора.

Когда вы выбираете значение по умолчанию, ротор d - ось и статор a - фаза, магнитная ось выравнивается, когда угол ротора является нулем.

Другим значением, которое можно выбрать для этого параметра, является Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis. Когда вы выбираете это значение, ротор q - ось и статор a - фаза, магнитная ось выравнивается, когда угол ротора является нулем.

Импедансы

Ненасыщенный статор d - ось взаимная индуктивность. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify parameterization by устанавливается на Fundamental parameters.

Ненасыщенный статор q - ось взаимная индуктивность. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify parameterization by устанавливается на Fundamental parameters.

Индуктивность утечки статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify parameterization by устанавливается на Fundamental parameters.

Сопротивление статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Индуктивность цепи возбуждения ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Сопротивление цепи возбуждения ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify parameterization by устанавливается на Fundamental parameters.

Ротор d - демпфер оси, проветривающий 1 индуктивность. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify parameterization by устанавливается на Fundamental parameters.

Ротор d - демпфер оси, проветривающий 1 сопротивление. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify parameterization by устанавливается на Fundamental parameters.

Ротор q - демпфер оси, проветривающий 1 индуктивность. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify parameterization by устанавливается на Fundamental parameters.

Ротор q - демпфер оси, проветривающий 1 сопротивление. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify parameterization by устанавливается на Fundamental parameters.

Реактивное сопротивление утечки статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify parameterization by устанавливается на Standard parameters.

d- синхронное реактивное сопротивление. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify parameterization by устанавливается на Standard parameters.

q- синхронное реактивное сопротивление. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify parameterization by устанавливается на Standard parameters.

d- переходное реактивное сопротивление оси. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify parameterization by устанавливается на Standard parameters.

d- подпереходное реактивное сопротивление оси. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify parameterization by устанавливается на Standard parameters.

q- подпереходное реактивное сопротивление оси. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify parameterization by устанавливается на Standard parameters.

Постоянные времени

Выберите между Open circuit и Short circuit.

Установка для этого параметра влияет на видимость d - параметры постоянной времени оси.

d- переходная постоянная времени разомкнутой цепи оси. Этот параметр должен быть:

  • Больше, чем 0.

  • Больше, чем d-axis subtransient open-circuit, Td0''.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify d-axis transient time constant устанавливается на Open circuit.

d- переходная постоянная времени короткой схемы оси. Этот параметр должен быть:

  • Больше, чем 0.

  • Больше, чем d-axis subtransient short-circuit, Td''.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify d-axis transient time constant устанавливается на Short circuit.

d- подпереходная постоянная времени разомкнутой цепи оси. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify d-axis transient time constant устанавливается на Open circuit.

d- подпереходная постоянная времени короткой схемы оси. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify d-axis transient time constant устанавливается на Short circuit.

Выберите между Open circuit и Short circuit.

Установка для этого параметра влияет на видимость q - параметры постоянной времени оси.

q- подпереходная постоянная времени разомкнутой цепи оси. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify q-axis transient time constant устанавливается на Open circuit.

q- подпереходная постоянная времени короткой схемы оси. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Specify q-axis transient time constant устанавливается на Short circuit.

Начальные условия

Модель для определения значений для определенных параметров и переменных в начале симуляции. К:

Установите рабочую точку независимо от связанной сети, выберите Set real power, reactive power, terminal voltage and terminal phase.

  • Задайте приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках перед симуляцией с помощью настроек Variables, выберите Set targets for rotor angle and Park's transform variables. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.

  • Выберите тип шины и задайте связанные параметры для анализа потоков загрузки в настройках Initial Conditions, выберите Set targets for load flow variables.

Зависимости

Если вы устанавливаете этот параметр на:

  • Set targets for rotor angle and Park's transform variables — Настройки Variables становятся видимыми.

  • Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase — Связанные параметры становятся видимыми.

  • Set targets for load flow variables — Связанные параметры становятся видимыми.

Тип источника напряжения, что модели блока.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Initialization option устанавливается на Set targets for load flow variables и параметр Source type устанавливается на Swing bus или PV bus.

Видимость Terminal voltage magnitude, Terminal voltage angle, Active power generated, Reactive power generated, Minimum terminal voltage magnitude (pu, Phase search range at terminals и Phase search range at terminals зависит от значения, которое вы выбираете для этого параметра.

Терминальная величина напряжения.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Initialization option устанавливается на Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase или если параметр Initialization option устанавливается на Set targets for load flow variables и параметр Source type устанавливается на Swing bus или PV bus.

Терминальный угол напряжения.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Initialization option устанавливается на Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase или если параметр Initialization option устанавливается на Set targets for load flow variables и параметр Source type устанавливается на Swing bus.

Активная энергия произведена.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Initialization option устанавливается на Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase или если параметр Initialization option устанавливается на Set targets for load flow variables и параметр Source type устанавливается на PV bus или PQ bus.

Реактивная энергия произведена.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Initialization option устанавливается на Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase или если параметр Initialization option устанавливается на Set targets for load flow variables и параметр Source type устанавливается на PQ bus.

Минимальная установившаяся величина напряжения на модуль.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Initialization option устанавливается на Set targets for load flow variables и параметр Source type устанавливается на PQ bus.

Вектор, который задает угловую область значений поиска фазы.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Initialization option устанавливается на Set targets for load flow variables и параметр Source type устанавливается на PV bus или PQ bus.

Паразитная проводимость к электрической ссылке.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если параметр Initialization option устанавливается на Set targets for load flow variables.

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] Приятель, М. К. Читайте лекции примечаниям по устойчивости энергосистемы. Июнь 2007.

Расширенные возможности

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

Представленный в R2015a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте