Двухроторная индукционная машина с параметризацией по блокам или СИ
Simscape/Электрические/Электромеханические/Асинхронные

Блок индукционной машины Squirrel Cage моделирует индукционную машину с белым каркасом и ротором с фундаментальными параметрами, выраженными в единицах измерения или в Международной системе единиц измерения (СИ). Индукционная машина с беличьим каркасом и ротором является разновидностью индукционной машины. Все соединения статора доступны на блоке. Поэтому режимы мягкого запуска можно моделировать с помощью переключения между конфигурациями wye и delta. Если требуется доступ к обмоткам ротора, используйте блок намотки ротора индукционной машины.
Подключите порт ~ 1 к трехфазной схеме. Для подключения статора в дельта-конфигурации подключите блок фазовой перестановки между портами ~ 1 и ~ 2. Для подключения статора в конфигурации wye подключите порт ~ 2 к заземленному нейтральному (трехфазному) или плавающему нейтральному (трехфазному) блоку.
Если блок находится в сети, совместимой с режимом моделирования частоты и времени, можно выполнить анализ потока нагрузки в сети. Анализ потока нагрузки предоставляет установившиеся значения, которые можно использовать для инициализации машины.
Дополнительные сведения см. в разделе Выполнение анализа нагрузки-потока с использованием режима моделирования Simscape Electrical, частоты и времени. Пример инициализации асинхронной машины с использованием данных анализа потока нагрузки см. в разделе Инициализация асинхронного двигателя с загрузочным потоком.
Для реализации СИ блок преобразует введенные значения СИ в значения на единицу для моделирования. Преобразованные значения основаны на подключенной машине в конфигурации с дельта-обмоткой.
Для реализации на единицу измерения необходимо указать сопротивления и индуктивности на вкладке импедансов на основе подключенной машины в конфигурации с дельта-обмоткой.
Сведения о взаимосвязи между параметрами СИ и станка на единицу измерения см. в разделе Преобразование станка на единицу измерения. Сведения о параметризации по единицам измерения см. в разделе Система единиц измерения по единицам измерения.
Уравнения индукционной машины выражены относительно синхронного опорного кадра, определяемого
=∫0t2πfrateddt,
где frated - значение параметра Номинальная электрическая частота.
Преобразование Park отображает уравнения статора на опорную рамку, которая неподвижна относительно номинальной электрической частоты. Преобразование Park определяется
sin (starte + 2ā3) 121212],
где starte - электрический угол.
Преобразование Park используется для определения уравнений индукционной машины на единицу. Уравнения напряжения статора определяются
Rsids,
,
и
где:
vds, vqs и v0s - напряжения статора d-оси, q-оси и нулевой последовательности, определяемые
vavbvc].
va, vb и vc - напряжения статора на портах ~ 1 и ~ 2.
λ base - базовая электрическая скорость на единицу.
В качестве передаточных звеньев статора с d-осью, q-осью и нулевой последовательностью используются δ ds, λ qs и λ 0s.
Rs - сопротивление статора.
ids, iqs и is - токи статора d-оси, q-оси и нулевой последовательности, определяемые
iaibic].
ia, ib и ic - токи статора, протекающие от порта ~ 1 к порту ~ 2.
Уравнения напряжения ротора определяются
Rrdidr = 0)
и
ψdr+Rrdiqr=0,
где:
vdr и vqr - напряжения ротора d-оси и q-оси.
δ dr и λ qr - d-осевые и q-осевые связи потока ротора.
λ - синхронная скорость на единицу. Для синхронного опорного кадра значение равно 1.
startr - скорость механического вращения на единицу измерения.
Rrd - сопротивление ротора, относящееся к статору.
idr и iqr - токи ротора d-оси и q-оси.
Уравнения связи статорного потока определяются
Lmidr,
Lmiqr,
и
где Ls - самоиндукция статора, а Lm - намагничивающая индуктивность.
Уравнения связи потока ротора определяются
Lmids
и
Lmiqs,
где Lrrd - самоиндуктивность ротора, относящаяся к статору.
Крутящий момент ротора определяется
Самоиндуктивность Lss статора, индуктивность Lls утечки статора и индуктивность Lm намагничивания связаны между собой
Lm.
Самоиндуктивность ротора Lrrd, индуктивность утечки ротора Llrd и индуктивность намагничивания Lm связаны между собой
Lm.
Когда предусмотрена кривая насыщения, уравнения для определения насыщенной намагничивающей индуктивности как функции намагничивающего потока являются:
)
λ qm2
При отсутствии насыщения уравнение уменьшается до
Операции печати и отображения можно выполнять с помощью меню «Electrical» в контекстном меню блока.
Щелкните правой кнопкой мыши блок и в меню «Электрооборудование» выберите один из следующих вариантов:
Отобразить базовые значения (Display Base Values) - отображение базовых значений на единицу оборудования в окне команд MATLAB ®.
График скорости крутящего момента (SI) - график зависимости крутящего момента от скорости, измеренной в единицах СИ, в окне изображения MATLAB с использованием текущих параметров машины.
График скорости крутящего момента (pu) - график зависимости крутящего момента от скорости, измеренной в единицах измерения, в окне изображения MATLAB с использованием текущих параметров машины.
График насыщения разомкнутой цепи (Plot Open-Circuit Saturation) - график зависимости напряжения на клеммах от тока линии без нагрузки в каждом блоке в окне рисунка MATLAB. Сюжет содержит три следа:
Ненасыщенный - статорная намагничивающая индуктивность (ненасыщенная).
Насыщенный - заданная таблица поиска по разомкнутой цепи (v против i).
Производная - таблица поиска по разомкнутой цепи, полученная из указанной таблицы поиска по разомкнутой цепи на единицу (v против i). Эти данные используются для расчета индуктивности насыщенного намагничивания, Lm_sat, и коэффициента насыщения, Ks, в зависимости от характеристик связи магнитного потока.
Коэффициент насыщения графика (Plot Saturation Factor) - коэффициент насыщения графика, Ks, в зависимости от связи магнитного потока, в окне изображения MATLAB с использованием параметров машины. Этот параметр является производным от других заданных параметров:
Данные насыщения тока линии без нагрузки, i
Данные насыщения напряжения на клеммах, в
Индуктивность утечки, Lls
График насыщенной индуктивности - график намагничивающей индуктивности, Lm_sat, по сравнению с магнитным потоком в окне изображения MATLAB с использованием параметров машины. Этот параметр является производным от других заданных параметров:
Данные насыщения тока линии без нагрузки, i
Данные насыщения напряжения на клеммах, в
Индуктивность утечки, Lls
Для реализации SI v находится в V (фаза-фаза RMS) и i находится в A (среднеквадратичное значение).
Параметры «Переменные» используются для задания приоритетов и начальных целевых значений для переменных блока перед моделированием. Дополнительные сведения см. в разделе Установка приоритета и начальной цели для переменных блока.
Тип переменных, отображаемых в параметрах «Переменные», зависит от метода инициализации, выбранного в разделе «Основные параметры» для параметра параметра «Инициализация». Чтобы задать целевые значения с помощью:
Переменные потока (Flux variables) - задайте для параметра опции Инициализация (Initialization Set targets for flux variables.
Данные анализа потока нагрузки - задайте для параметра опции инициализации значение Set targets for load flow variables.
При выборе Set targets for load flow variables, чтобы полностью указать начальное условие, необходимо включить ограничение инициализации в виде целевого значения с высоким приоритетом. Например, если индукционная машина соединена с блоком инерции, начальное условие индукционной машины полностью задается, если в настройках переменных блока инерции для параметра Приоритет для скорости вращения задано значение High. Кроме того, можно установить для параметра Priority значение None для скорости вращения блока инерции и вместо этого установить приоритет для блока индукционной машины проскальзывание, реальная генерируемая мощность или потребляемая механическая мощность в High.
[1] Kundur, P. Стабильность и управление энергосистемой. Нью-Йорк: Макгроу Хилл, 1993.
[2] Лышевский, С. Е. Электромеханические системы, электрические машины и прикладная мехатроника. Бока Ратон, ФЛ: КПР Пресс, 1999.
[3] Ojo, J. O., Consoli, A. и Lipo, T.A., «Усовершенствованная модель насыщенных индукционных машин», IEEE Transactions on Industry Applications. Том 26, № 2, стр. 212-221, 1990.