power_AsynchronousMachineParams

Оценка электрических параметров асинхронной машины с двойным корпусом на основе стандартных спецификаций производителя

Синтаксис

power_AsynchronousMachineParams params = power_AsynchronousMachineParams(spec) params = power_AsynchronousMachineParams(spec, options) [params, spec2] = power_AsynchronousMachineParams(spec, options) [params, spec2, errors] = power_AsynchronousMachineParams(spec, options)

Описание

power_AsynchronousMachineParams открывает графический интерфейс пользователя для вычисления параметров маски, необходимых для асинхронного машинного блока с двойным корпусом, на основе стандартных спецификаций производителя.

params = power_AsynchronousMachineParams(spec) вычисляет параметры машины из структуры ввода spec, который содержит данные изготовителя. Решение возвращается в структуре вывода. params.

params = power_AsynchronousMachineParams(spec, options) позволяет задать дополнительные параметры (отображение сведений, построение графиков, единиц измерения параметров и единиц измерения графиков) в структуре ввода options.

[params, spec2] = power_AsynchronousMachineParams(spec, options) возвращает входные данные изготовителя вместе с некоторыми дополнительными производными данными (синхронная скорость, количество пар полюсов, номинальное проскальзывание, начальный крутящий момент и т.д.) в структуре spec2.

[params, spec2, errors] = power_AsynchronousMachineParams(spec, options) возвращает относительные ошибки между входными данными изготовителя и эквивалентными данными, полученными с вычисленными параметрами в структуре errors.

Электрические параметры асинхронной машины с двойным корпусом

На следующем рисунке показана стационарная эквивалентная схема асинхронной машины с двойным корпусом.

Rs, Lls, Rr1, Llr1, Rr2, Llr2, Lm - семь электрических параметров машины. Они образуют поля params структура, как описано в разделе «Аргументы вывода».

power_AsynchronousMachineParams функция вычисляет семь параметров машины путем решения нелинейных уравнений в виде f (x) = 0 с помощью:

$_{f1} (x) \frac{_{=} Tn_{-}}{T_{}}$ (sn) Tn

$_{f2} (x) \frac{_{=} In_{-}}{I_{}}$ (sn) In

$_{f3} (x) \frac{= pf -_{}}{pf}$ (sn) pf

$_{f4} (x) \frac{_{=} Ist -}{_{I}}$ (1) Ist

$_{f5} (x) \frac{_{=} Tbr_{-} T}{_{(}}$ sbr) Tbr

$_{f6} (x) \frac{_{=} Tst -}{_{T}}$ (1) Tst

где f = (f1, f2, f3, f4, f5, f6) и x = (Rs, Lm, Rr1, Llr1, Rr2, Llr2). Параметр Lls получают, предполагая, что индуктивности утечки статора и внешнего корпуса равны (Lls = Llr2). sn и sbr - проскальзывание при номинальном крутящем моменте и моменте пробоя соответственно. Подробнее о функциях, используемых в этих уравнениях, см. [1].

Tn, In, pf, Ist, Ibr, Tst - стандартные спецификации производителя машины. Они образуют поля spec структура, как описано в разделе Input Arguments.

Входные аргументы

spec содержит данные изготовителя в структуре со следующими полями.

Область	Описание
`Vn`	Номинальное среднеквадратичное напряжение линии (В)
`fn`	Номинальная частота (Гц)
`In`	Номинальный (полная нагрузка) ток линии (A)
`Tn`	Номинальный (полная нагрузка) крутящий момент (Н.м)
`Ns`, или `p`	Можно указать синхронную скорость (об/мин) или пары полюсов
`Nn`	Номинальная (полная нагрузка) механическая частота вращения (об/мин)
`Ist_In`	Отношение пускового тока к номинальному току
`Tst_Tn`	Отношение крутящего момента запуска к крутящему моменту полной нагрузки
`Tbr_Tn`	Отношение крутящего момента пробоя к крутящему моменту полной нагрузки
`pf`	Номинальный коэффициент мощности (%)

options содержит дополнительные опции функции в структуре со следующими полями.

Область	Описание
`DisplayDetails`	Если установлено значение `1`, отображает подробную информацию (результаты, ошибки между указанными и вычисленными данными) в окне MATLAB ® Command. По умолчанию для этого поля установлено значение `0`.
`DrawGraphs`	Если установлено значение `1`, строит график зависимости крутящего момента от частоты вращения и тока статора от частоты вращения. По умолчанию для этого поля установлено значение `0`.
`units`	Указывает единицы измерения параметров машины в `'SI'` или `'p.u.'`. По умолчанию для этого поля установлено значение `'SI'`.
`graphUnits`	Указывает единицы графика в `'SI'` или `'p.u.'`. По умолчанию для этого поля установлено значение `'SI'`.

Выходные аргументы

params возвращает параметры машины в структуре со следующими полями.

Область	Описание
`Rs`	Сопротивление статора (Ом или pu)
`Lls`	Индуктивность утечки статора (H или pu)
`Rr1`	Сопротивление клетки 1 (внутренняя клетка) (Ом или pu)
`Llr1`	Индуктивность утечки сепаратора 1 (внутренний сепаратор) (H или pu)
`Rr2`	Сопротивление клетки 2 (внешней клетки) (Ом или pu)
`Llr2`	Индуктивность утечки сепаратора 2 (внешний сепаратор) (H или pu)
`Lm`	Индуктивность намагничивания (H или pu)

spec2 возвращает структуру входных данных изготовителя вместе со следующими дополнительными производными полями данных.

Область	Описание
`cosphi`	Номинальный коэффициент мощности (0-1)
`Ns`	Синхронная скорость (об/мин)
`p`	Количество пар полюсов
`we`	Номинальная электрическая угловая скорость (рад/с)
`Vin`	Номинальное фазовое напряжение (В)
`sn`	Номинальная (полная нагрузка) пробуксовка
`Ist`	Пусковой ток (A)
`Tst`	Стартовый момент (Н.м)
`Tbr`	Момент пробоя (Н.м)
`Pn`	Номинальная (полная нагрузка) механическая мощность (Вт)

errors возвращает относительные ошибки между входными данными изготовителя и эквивалентными данными, полученными с вычисленными параметрами в структуре со следующими полями.

Область	Описание
`In`	Относительная ошибка по отношению к указанному номинальному току (%)
`Tn`	Относительная погрешность по отношению к указанному номинальному крутящему моменту (%)
`pf`	Относительная погрешность по отношению к указанному номинальному коэффициенту мощности (%)
`Ist`	Относительная ошибка относительно указанного начального тока (%)
`Ist_Iin`	Относительная погрешность по отношению указанного пускового тока к номинальному коэффициенту тока (%)
`Tst`	Относительная погрешность относительно указанного пускового момента (%)
`Tst_Tn`	Относительная погрешность по отношению указанного начального крутящего момента к коэффициенту крутящего момента полной нагрузки (%)
`Tbr`	Относительная погрешность по отношению к указанному крутящему моменту пробоя (%)
`Tbr_Tn`	Относительная погрешность по отношению указанного крутящего момента пробоя к коэффициенту крутящего момента полной нагрузки (%)
`maxError`	Максимальная относительная ошибка (максимум указанных выше полей) (%)

Диалоговое окно

power_AsynchronousMachineParams открывает пользовательский интерфейс (UI), который можно использовать для оценки параметров блока асинхронной машины с двойным корпусом.

Технические требования

Введите спецификации производителя. Если в интерфейсе загружен набор параметров двигателя, имя файла MAT отображается в верхней части панели.

Вычислить параметры блока

Вычислите электрические параметры асинхронной машины с двойным корпусом и отобразите решение в разделе «Параметры блока». Кнопка отображается серым цветом при оценке параметров блока.

Кнопка снова включается при вводе новых значений в разделе «Спецификации», что указывает на то, что отображаемые параметры блока больше не соответствуют отображаемым спецификациям.

Если установлен флажок Показать подробные результаты в командном окне (Display detailed results in the command window), ошибки между указанными параметрами изготовителя и полученными параметрами отображаются в командном окне. Это позволяет проверить, что оцененные параметры машины RL удовлетворительны. Например, ошибки, полученные с помощью Baldor_2,2_kw_208_V.mat предустановленный двигатель показан ниже:

Asynchronous machine parameter estimation results
-------------------------------------------------------------
  Parameter        Specified       Obtained         Error (%)
  ---------        ---------       ---------        --------- 
  In (A)               8.3         8.26016           -0.48
  Tn (N.m)           12.27         12.3656            0.78
  Ist (A)           66.483         66.0075           -0.72
  Ist/In ()           8.01         7.99106           -0.24
  Tst (N.m)        43.3131         43.2625           -0.12
  Tst/Tn ()           3.53         3.49861           -0.89
  Tmax (N.m)       47.7303         47.9587            0.48
  Tbr/Tn ()          3.89          3.87839           -0.30
  pf (%)               87          86.4635           -0.62

Параметры блока

В этом разделе отображаются параметры асинхронного машинного блока, соответствующие спецификациям данного производителя. Эти поля пусты при первом открытии интерфейса или при отказе функции найти решение. Параметры блока не редактируются. Их можно загрузить в блок асинхронной машины с помощью кнопки Применить к выбранному блоку.

Сохранение спецификации в структуре MATLAB

Щелкните Сохранить спецификацию в структуру MATLAB (Save spec to MATLAB structure), чтобы сохранить спецификации двигателя в структуре MATLAB в базовой рабочей области.

Применить к выбранному блоку

Откройте модель, выберите машину, которую требуется параметризовать, затем нажмите кнопку Применить к выбранному блоку (Apply to selected block), чтобы загрузить отображаемые параметры блока в блок. Блок отображается серым цветом, если поля «Параметры блока» пусты. Кнопка активируется при отображении действительного решения в разделе «Параметры блока».

Кнопка не влияет на выбранный блок, который не является блоком асинхронной машины.

Задает

Выберите «Создать» для удаления разделов «Параметры блока» и «Спецификации». Кнопки Вычислить параметры блока (Compute Block Parameters) и Применить к выбранному блоку (Apply to selected block) будут отключены.

Выберите Open preset motor для загрузки в интерфейс заданного набора спецификаций изготовителя. Соответствующие параметры блока также загружаются, когда они доступны в файле предустановки.

Выберите Save preset motor для сохранения спецификаций, отображаемых в интерфейсе. Параметры блока также сохраняются, если они доступны.

Варианты

Если выбрана опция Рисовать график после вычисления (Draw graph after computation) в подменю Вычислить параметры блока (Compute Block Parameters), то при нажатии кнопки Вычислить параметры блока (Compute Block Parameters) функция отображает графики зависимости крутящего момента от скорости и тока статора от скорости, соответствующие параметрам блока. По умолчанию этот параметр не выбран.

Если в подменю «Параметры вычисляемого блока» выбрана опция «Показать подробные результаты», то при нажатии кнопки «Параметры вычисляемого блока» функция отображает ошибки между указанными параметрами изготовителя и полученными параметрами в окне команд. Эта опция выбрана по умолчанию.

Если в подменю «Применить» выбрана опция «Задать вопрос перед перезаписью типа ротора и предварительно заданной модели выбранного блока», при нажатии кнопки Apply to selected block (Применить к выбранному блоку) выдается предупреждение, если вы пытаетесь загрузить параметры двойной клетки в выбранном блоке, имеющем белую клетку или намотанный ротор, или при попытке перезаписи выбранного блока с использованием предварительно заданной модели. Эта опция выбрана по умолчанию.

Примеры

Рассмотрим трехфазную асинхронную машину 400V мощностью 110 кВт со следующей спецификацией производителя:

Данные	Ценности
`Vn`	400 В
`fn`	50 Гц
`In`	194 А
`Tn`	352 N.m
`Nn`	2982 об/мин
`Ist/In`	7.6
`Tst/Tn`	2
`Tbr/Tn`	3
`pf`	86%

Для получения электрических параметров (Rs, Lls, Lm, Rr1, Llr1, Rr2, Llr2) на единицу измерения (pu) для модели асинхронной машины с двойным корпусом, основанной на этой спецификации, введите следующие команды в окне MATLAB Command:

spec.Vn = 400;
spec.fn = 50;
spec.In = 194;
spec.Tn = 352;
spec.Ns = 3000;
spec.Nn = 2982;
spec.Ist_In = 7.6;
spec.Tst_Tn = 2;
spec.Tbr_Tn = 3;
spec.pf = 86;

options.DisplayDetails = 1;
options.units = 'p.u.';

[params,spec2,errors] = power_AsynchronousMachineParams(spec,options)

Вы должны получить следующие результаты:

Asynchronous machine parameter estimation results
-------------------------------------------------------------
  Parameter        Specified       Obtained         Error (%)
  ---------        ---------       ---------        --------- 
  In (A)               194         193.991           -0.00
  Tn (N.m)             352         352.023            0.01
  Ist (A)           1474.4         1474.35           -0.00
  Ist/In ()            7.6          7.6001            0.00
  Tst (N.m)            704           703.8           -0.03
  Tst/Tn ()              2          1.9993           -0.03
  Tmax (N.m)          1056            1056            0.00
  Tbr/Tn ()             3          2.99981           -0.01
  pf (%)               86          85.9949           -0.01


params = 

      Rs: 0.0303
     Lls: 0.0506
      Lm: 1.9066
    Llr1: 0.0868
     Rr1: 0.0056
    Llr2: 0.0506
     Rr2: 0.0762


spec2 = 

        fn: 50
        In: 194
        Tn: 352
        Ns: 3000
        Nn: 2982
    Ist_In: 7.6000
    Tst_Tn: 2
    Tbr_Tn: 3
        pf: 86
        Vn: 400
         p: 1
    cosphi: 0.8600
        we: 314.1593
       Vin: 230.9401
        sn: 0.0060
       Ist: 1.4744e+003
       Tst: 704
       Tbr: 1056
        Pn: 1.0992e+005


errors = 

          In: -0.0048
          Tn: 0.0066
          pf: -0.0059
         Ist: -0.0035
      Ist_In: 0.0013
         Tst: -0.0284
      Tst_Tn: -0.0349
         Tbr: 2.1990e-004
      Tbr_Tn: -0.0063
    maxError: 0.0349

Для построения графиков зависимости крутящего момента от скорости и тока статора от скорости введите следующие команды:

options.DrawGraphs = 1;
options.DisplayDetails = 0;
params = power_AsynchronousMachineParams(spec,options);

На следующем рисунке показан результирующий график:

Ссылки

[1] Педра, Хоакин, «Об определении параметров асинхронного двигателя по данным производителя для электромагнитных переходных программ». Транзакции IEEE в энергосистемах. Том 23, номер 4, 2008, стр. 1709-1718.

Документация