Явный полюс синхронной машины

Синхронная машина с характерными полюсами с фундаментальной или стандартной параметризацией

Библиотека:
Simscape/Электрическая/Электромеханическая/Синхронная

Описание

Блок синхронного станка (Synchronous Machine Spocient Pole) моделирует синхронный станок с ярким полюсом с использованием фундаментальных или стандартных параметров.

Инициализация синхронной машины с использованием целевых значений потока нагрузки

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 синхронной машины с использованием данных анализа потока нагрузки см. в разделе Инициализация синхронной машины с использованием потока загрузки.

Уравнения

Уравнения синхронной машины выражены относительно вращающейся опорной рамки, определяемой

$_{starte} (t) =_{} Nstartr$ (t),

где:

_starte - электрический угол.
N - число пар полюсов.
_startr - угол поворота ротора.

Преобразование Park отображает уравнения синхронной машины на вращающуюся опорную рамку относительно электрического угла. Преобразование Park определяется

$_{Ps} \frac{=}{} \begin{matrix} 23 [_{} & _{cosunecos} \frac{(}{starte} & - {2ā3}_{)} \frac{}{cos} \\ (starte +_{} & 2ā3) -_{} \frac{}{} sinü e & - \sin_{} (\frac{starte}{} - \\ \frac{}{} & \frac{}{2ā3} & \frac{)}{} \end{matrix} -$ sin (starte + 2ā3) 121212].

Преобразование Park используется для определения уравнений синхронной машины на единицу измерения. Уравнения напряжения статора определяются

$_{ed} \frac{=}{_{}} \frac{_{}}{} {1ü basedü ddt}_{} -_{}_{} {Λ qü r}_{} -$ Рейд,

$_{eq} \frac{=}{_{}} \frac{_{}}{} {1ü basedstartqdt}_{} +_{}_{} {Startdü r}_{} -$ Raiq,

$_{} \frac{}{_{}} \frac{_{}}{}_{}_{e0=1ωbasedΨ0dt−Rai0},$

где:

_ed, _eq и _e0 - напряжения статора d-оси, q-оси и нулевой последовательности, определяемые

$[\begin{matrix} _{} \\ _{} \\ _{edeqe0} \end{matrix}] =_{} \begin{matrix} {Ps}_{} \\ [_{} \\ _{} \end{matrix}$ vavbvc].

_va, _vb и _vc - напряжения статора, измеряемые от порта _ к нейтральному порту n.
_{λ base} - базовая электрическая скорость на единицу.
_ψd, _ψq, и _ψ0 являются d-осью, q-осью и потокосцеплениями статора нулевой последовательности.
_startr - частота вращения ротора на единицу.
_Ra - сопротивление статора.
_id, _iq и _i0 - токи статора d-оси, q-оси и нулевой последовательности, определяемые

$[\begin{matrix} _{} \\ _{} \\ _{idiqi0} \end{matrix}] =_{} \begin{matrix} {Ps}_{} \\ [_{} \\ _{} \end{matrix}$ iaibic].

_ia, _ib и _ic - токи статора, протекающие от порта к порту n.

Уравнения напряжения ротора определяются

$_{} \frac{}{_{}} \frac{_{}}{}_{}_{efd=1ωbasedΨfddt+Rfdifd},$

$_{} \frac{}{_{}} \frac{_{}}{}_{}_{} e1d=1ωbasedΨ1ddt+R1di1d=0,$

$_{}_{} \frac{}{_{}} \frac{_{}}{}_{}_{} e1q=1ωbasedΨ1qdt+R1qi1q=0,$

где:

_efd - напряжение поля.
_e1d и _e1q - напряжения на обмотке 1 демпфера d-оси и обмотке 1 демпфера q-оси. Они равны 0.
_{в качестве} магнитных потоков, связывающих цепь возбуждения, d-осевую обмотку демпфера 1 и q-осевую обмотку демпфера 1.
_Rfd, _R1d и _R1q являются сопротивлениями цепи возбуждения ротора, d-осевой обмотки 1 демпфера и q-осевой обмотки 1 демпфера.
_ifd, _i1d и _i1q - токи, протекающие в цепи возбуждения, d-осевой обмотке 1 демпфера и q-осевой обмотке 1 демпфера.

Уравнения насыщения определяются

$_{startad} =_{} {λ d}_{} +_{}$ Llid,

$_{λ aq} =_{} {λ q}_{} +_{}$ Lliq,

$_{startat} \sqrt{=_{}^{} {ü ad2}_{+}^{}}$ λ aq2,

$_{Ks} =$ 1 (если насыщение отключено),

$_{Ks} = f_{(}$ λ ат) (если насыщение включено),

$_{Лад} =_{} {Кс}_{*}$ Ладу,

где:

_{δ ad} - d-осевая воздушно-щелевая или взаимная флюсовая связь.
_{λ aq} представляет собой q-осевую воздушно-пространственную или взаимную флюсовую связь.
_{δ ат} - тяга воздушного потока с зазором.
_Ks - коэффициент насыщения.
_Ладу - ненасыщенная взаимная индуктивность d-оси статора.
_Лад - взаимная индуктивность d-оси статора.

Функция коэффициента насыщения f вычисляется из таблицы поиска разомкнутых цепей на единицу как:

$_{} \frac{_{}}{_{Lad=dψatdifd}},$

$_{Vag} = g_{(}$ ifd),

$_{Lad} \frac{= {dg}_{(}}{{ifd}_{)}} \frac{_{difd}}{=_{}}$ dVagdifd,

где:

_Vag - напряжение воздушного зазора на единицу измерения.

В единицах измерения,

$_{Ks} \frac{=_{}}{_{}}$ LadLadu,

$_{startat} =_{}$ Vag

может быть переупорядочен в

$_{Ks} = f_{(}$ λ при).

Уравнения связи статорного потока определяются

$_{(Lad}_{}_{} +_{} Ll)_{} {id}_{} +_{}_{}$ Ladifd + Ladi1d,

$Λ q = -_{(}_{Laq} +_{} Ll)_{} {iq}_{}$ + Laqi1q,

$_{}_{}_{Ψ0 =−L0i0},$

где:

_L1 - индуктивность утечки статора.
_Lad и _Laq - взаимные индуктивности d-оси статора и q-оси.

Уравнения связи потока ротора определяются

$_{startfd} =_{}_{} {Lffdifd}_{+}_{}_{Lf1di1d}_{-}$ Ladid,

$_{λ 1d} =_{}_{} {Lf1difd}_{+}_{}_{L11di1d}_{-}$ Ладид,

$_{λ 1q} =_{}_{} {L11qi1q}_{-}_{}$ Лакик,

где:

_Lffd - самоиндуктивность цепи поля ротора.
_L11d - самоиндуктивность обмотки 1 амортизатора d-оси.
_L11q - самоиндуктивность q-осевой обмотки 1 демпфера.
_Lf1d - цепь роторного поля и d-осевая обмотка демпфера 1 взаимной индуктивности.

Индуктивности определяются следующими уравнениями:

$_{Lffd} =_{} {Lad}_{+}$ Lfd

$_{Lf1d} =_{} {Lffd}_{-}$ Lfd

$_{}_{}_{L11d=Lf1d+L1d}$

$_{L11q} =_{} {Laq}_{+}$ L1q

Уравнения индуктивности предполагают, что на единицу взаимной индуктивности _L12q = _Laq, то есть токи статора и ротора по оси q все связывают один взаимный поток, представленный _Laq.

Крутящий момент ротора определяется

$_{Те}_{}_{}_{}_{=Ψdiq−Ψqid} .$

Параметры печати и отображения

Операции печати и отображения можно выполнять с помощью меню «Electrical» в контекстном меню блока.

Щелкните правой кнопкой мыши блок и в меню «Электрооборудование» выберите одну из следующих опций:

Отобразить базовые значения (Display Base Values) - отображение базовых значений на единицу оборудования в окне команд MATLAB ®.
Показать связанные базовые значения (Display Associated Base Values) - отображение связанных базовых значений на единицу измерения в окне команд MATLAB.
Показать связанные начальные условия (Display Associated Initial Conditions) - отображает связанные начальные условия в окне команды MATLAB.
Подготовьте Насыщенность Разомкнутой цепи (pu) - напряжение воздушного зазора Сюжетов, _{Бродяга}, против тока области, _IFD, оба измеряемые в за единицу, в окне числа MATLAB. Сюжет содержит три следа:
- Ненасыщенный - Статор d-оси взаимной индуктивности (ненасыщенный), Ladu вы указываете
- Насыщенный - Заданная таблица поиска разомкнутых цепей на единицу (Vag против ifd)
- Производный - таблица поиска по разомкнутой цепи (на единицу), полученная из указанной таблицы поиска по разомкнутой цепи на единицу (Vag в сравнении с ifd). Эти данные используются для вычисления коэффициента насыщения, _Ks, в зависимости от характеристики связи магнитного потока, (_в).
Коэффициент насыщения графика (pu) - коэффициент насыщения графика, _Ks, по сравнению с связкой магнитного потока, Этот параметр является производным от других заданных параметров:
- Статор d-осевой взаимной индуктивности (ненасыщенный), Ладу
- Данные насыщения тока поля на единицу, ifd
- Данные насыщения напряжения воздушного зазора на единицу, Vag

Переменные

Параметры «Переменные» позволяют задать приоритет и начальные целевые значения для переменных блока перед моделированием. Дополнительные сведения см. в разделе Установка приоритета и начальной цели для переменных блока.

Для этого блока параметры «Переменные» отображаются только в том случае, если в параметрах «Начальные условия» для параметра «Инициализация» установлено значение Set targets for rotor angle and Park's transform variables.

Порты

Продукция

развернуть все

`pu` - Измерения на единицу оборудования
физический

Порт вектора физического сигнала, связанный с измерениями на единицу оборудования. Векторными элементами являются:

Напряжение поля (база цепи поля, Efd), pu_fd_Efd
Ток поля (база цепи поля, 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
Ток d-оси статора, pu_id
Ток по оси q статора, pu_iq
Ток нулевой последовательности статора, pu_i0
Электрический угол ротора, electrical_angle_out

Для подключения к этому порту используйте блок измерения синхронной машины.

Сохранение

развернуть все

`fd+` - Положительный вывод обмотки возбуждения
электрический

Порт экономии электроэнергии, связанный с положительным выводом обмотки возбуждения.

`fd-` - Отрицательный вывод обмотки возбуждения
электрический

Порт экономии электроэнергии, связанный с отрицательным выводом обмотки возбуждения.

`R` - Ротор машины
механический

Механическое отверстие для сохранения вращения, связанное с ротором машины.

`C` - Корпус машины
механический

Механическое поворотное защитное отверстие, связанное с корпусом машины.

`~` - Обмотки статора
электрический

Расширяемый трехфазный порт, связанный с обмотками статора.

`n` - Нейтральная фаза
электрический

Электрический консервационный порт, связанный с нейтральной точкой конфигурации обмотки wye.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите нулевую последовательность в значение Include.

Параметры

развернуть все

Главный

`Rated apparent power` - Номинальная кажущаяся мощность
`300e6` `V*A` (по умолчанию)

Номинальная кажущаяся мощность.

`Rated voltage` - среднеквадратичное номинальное линейное напряжение
`24e3` `V` (по умолчанию)

Среднеквадратичное номинальное линейное напряжение.

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

Номинальная электрическая частота, при которой указана номинальная кажущаяся мощность.

`Number of pole pairs` - Количество пар полюсов
`10` (по умолчанию)

Количество пар полюсов машины.

`Specify parameterization by` - Параметризация блока
`Fundamental parameters` (по умолчанию) | `Standard parameters`

Метод параметризации блока. Возможны следующие варианты:

Fundamental parameters - Определение импеданса с использованием фундаментальных параметров.
Standard parameters - задайте импеданс с помощью фундаментальных параметров и задайте постоянные времени d-оси и q-оси.

Зависимости

Если для этого параметра установлено значение Fundamental parameters:

Основные параметры в настройках импедансов видны.
Отображаются параметры постоянной времени.

Если для этого параметра установлено значение Standard parameters:

В настройках импедансов отображаются стандартные параметры.
Параметры постоянной времени не отображаются.

`Specify field circuit input required to produce rated terminal voltage at no load by` - Укажите входной сигнал полевой цепи, необходимый для создания номинального напряжения на клеммах без нагрузки по
`Field circuit current` (по умолчанию) | `Field circuit voltage`

Метод параметризации полевых цепей. Возможны следующие варианты:

Field circuit voltage - Укажите схему возбуждения в терминах напряжения.
Field circuit current - Укажите цепь поля в терминах тока.

Этот параметр влияет на видимость параметров напряжения полевой цепи и тока полевой цепи.

Зависимости

Если для этого параметра установлено значение Field circuit voltage.

Виден параметр «Напряжение полевой цепи».
Параметр «Ток цепи поля» не отображается.

Если для этого параметра установлено значение Field circuit current:

Отображается параметр «Ток цепи поля».
Параметр «Напряжение полевой цепи» не отображается.

`Field circuit voltage` - Напряжение полевой цепи
`216.54` `V` (по умолчанию)

Напряжение на цепи возбуждения, которое вырабатывает номинальное напряжение на клеммах машины.

Зависимости

Этот параметр виден только в том случае, если параметр Specify field circuit input необходимый для создания номинального напряжения на клеммах без нагрузки по параметру имеет значение Field circuit voltage.

`Field circuit current` - Ток цепи возбуждения
`1000` `A` (по умолчанию)

Ток в полевой цепи, который вырабатывает номинальное напряжение на клеммах машины.

Зависимости

`Zero sequence` - Модель нулевой последовательности
`Include` (по умолчанию) | `Exclude`

Модель нулевой последовательности:

Include - Расставить приоритеты верности модели. Эта модель является моделью нулевой последовательности по умолчанию. Ошибка возникает при включении терминов нулевой последовательности для моделирования, использующих решатель секционирования. Дополнительные сведения см. в разделе Увеличение скорости моделирования с помощью решателя секционирования.
Exclude - Определение приоритетов скорости моделирования для моделирования рабочего стола или развертывания в режиме реального времени.

Зависимости

Если для этого параметра установлено значение:

Include и Задать параметризацию по имеет значение Фундаментальные параметры - индуктивность нулевой последовательности статора, L0 параметр в настройках Импедансы виден.
Include а для параметра Указать параметризацию по (Specify parameterization by) задано значение Стандартные параметры (Standard parameters) - Реактивное сопротивление нулевой последовательности, X0 параметр в настройках Импедансы (Impedances) виден.
Exclude - Параметр нулевой последовательности в настройках импедансов не отображается.

`Rotor angle definition` - Контрольная точка для измерения угла ротора
`Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis` (по умолчанию) | `Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis`

Контрольная точка для измерения угла ротора.

При выборе значения по умолчанию ось d ротора и магнитная ось α - фазы статора выравниваются, когда угол ротора равен нулю.

Другое значение, которое можно выбрать для этого параметра: Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis. При выборе этого значения ось q ротора и магнитная ось α - фазы статора выравниваются, когда угол ротора равен нулю.

Импедансы

`Stator d-axis mutual inductance (unsaturated), Ladu` - Взаимная индуктивность d-оси статора (ненасыщенная)
`0.9` (по умолчанию) | положительный скаляр

Ненасыщенный статор d-осевой взаимной индуктивности. Если для представления магнитного насыщения установлено значение None, это эквивалентно взаимной индуктивности d-оси статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра Задать параметризацию по (Specify parameterization by parameter) задано значение Fundamental parameters.

`Stator q-axis mutual inductance, Laq` - Взаимная индуктивность по оси q статора
`0.55` (по умолчанию) | положительный скаляр

Взаимная индуктивность по оси q статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

`Stator zero-sequence inductance, L0` - Индуктивность нулевой последовательности статора
`0.15` (по умолчанию) | положительный скаляр

Индуктивность нулевой последовательности статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается, если параметризация Specify by parameter имеет значение Fundamental parameters и параметр Zero Sequence имеет значение Include.

`Stator leakage inductance, Ll` - Индуктивность утечки статора
`0.15` (по умолчанию) | положительный скаляр

Индуктивность утечки статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

`Stator resistance, Ra` - Сопротивление статора
`0.011` (по умолчанию) | положительный скаляр

Сопротивление статора. Этот параметр должен быть больше 0.

`Rotor field circuit inductance, Lfd` - Индуктивность цепи возбуждения ротора
`0.2571` (по умолчанию) | положительный скаляр

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

`Rotor field circuit resistance, Rfd` - Сопротивление цепи возбуждения ротора
`0.0006` (по умолчанию) | положительный скаляр

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

Зависимости

`Rotor d-axis damper winding 1 inductance, L1d` - Индуктивность обмотки демпфера 1 d-оси ротора
`0.2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Индуктивность обмотки 1 демпфера d-оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если параметр Задать параметризацию по параметру для Fundamental parameters.

`Rotor d-axis damper winding 1 resistance, R1d` - Сопротивление обмотки демпфера 1 по оси d ротора
`0.0354` (по умолчанию) | положительный скаляр

Сопротивление обмотки демпфера 1 по оси d ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

`Rotor q-axis damper winding 1 inductance, L1q` - Индуктивность обмотки демпфера 1 по оси q ротора
`0.2567` (по умолчанию) | положительный скаляр

Индуктивность обмотки 1 заслонки q-оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

`Rotor q-axis damper winding 1 resistance, R1q` - Сопротивление обмотки демпфера 1 по оси q ротора
`0.0428` (по умолчанию) | положительный скаляр

Сопротивление обмотки демпфера 1 по оси q ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

`Stator leakage reactance, Xl` - Реактивное сопротивление утечки статора
`0.15` (по умолчанию) | положительный скаляр

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

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если параметр Задать параметризацию по параметру для Standard parameters.

`d-axis synchronous reactance, Xd` - синхронное реактивное сопротивление по оси d
`1.05` (по умолчанию) | положительный скаляр

Синхронное реактивное сопротивление по оси d. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

`q-axis synchronous reactance, Xq` - синхронное реактивное сопротивление по оси q
`0.7` (по умолчанию) | положительный скаляр

Синхронное реактивное сопротивление по оси q. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

`zero-sequence reactance, X0` - Реактивное сопротивление нулевой последовательности
`0.15` (по умолчанию) | положительный скаляр

Реактивное сопротивление нулевой последовательности. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если параметр Задать параметризацию по параметру для Standard parameters и параметр Zero Sequence имеет значение Include.

`d-axis transient reactance, Xd'` - переходное реактивное сопротивление d-оси
`0.35` (по умолчанию) | положительный скаляр

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

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра Задать параметризацию по (Specify parameterization by parameter) задано значение Standard parameters.

`d-axis subtransient reactance, Xd''` - вычитаемое реактивное сопротивление d-оси
`0.25` (по умолчанию) | положительный скаляр

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

Зависимости

`q-axis subtransient reactance, Xq''` - вычитаемое реактивное сопротивление по оси q
`0.325` (по умолчанию) | положительный скаляр

q-осевое вычитание реактивного сопротивления. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Константы времени

`Specify d-axis time constant` - Укажите постоянную времени по d-оси
`Open circuit` (по умолчанию) | `Short circuit`

Выбрать между Open circuit и Short circuit.

Настройка этого параметра влияет на видимость параметров постоянной времени d-оси.

`d-axis transient open-circuit, Td0'` - d-осевая переходная разомкнутая цепь
`5.25` `s` (по умолчанию) | положительный скаляр

d-осевая переходная постоянная времени разомкнутой цепи. Этот параметр должен иметь значение:

Больше 0.
Больше d-осевой вычитаемой разомкнутой цепи, Td0 ".

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра Задать постоянную времени переходного процесса d-оси установлено значение Open circuit.

`d-axis transient short-circuit, Td'` - d-осевое переходное короткое замыкание
`1.75` `s` (по умолчанию) | положительный скаляр

постоянная времени кратковременного короткого замыкания d-оси. Этот параметр должен иметь значение:

Больше 0.
Более d-осевого вычитаемого короткого замыкания, Td ".

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра Задать постоянную времени переходного процесса d-оси установлено значение Short circuit.

`d-axis subtransient open-circuit, Td0''` - вычитание d-оси с разомкнутой цепью
`0.03` `s` (по умолчанию) | положительный скаляр

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

Зависимости

`d-axis subtransient short-circuit, Td''` - вычитание d-оси при коротком замыкании
`0.0214` `s` (по умолчанию) | положительный скаляр

Вычитаемая постоянная времени короткого замыкания по оси d. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

`Specify q-axis time constant` - Укажите константу времени по оси Q
`Open circuit` (по умолчанию) | `Short circuit`

Выбрать между Open circuit и Short circuit.

Настройка этого параметра влияет на видимость параметров постоянной времени по оси q.

`q-axis subtransient open-circuit, Tq0'` - вычитание по оси q с разомкнутым контуром
`0.05` `s` (по умолчанию) | положительный скаляр

q-осевая вычитаемая постоянная времени разомкнутой цепи. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра Задать постоянную времени переходного процесса по оси Q установлено значение Open circuit.

`q-axis subtransient short-circuit, Tq'` - вычитаемое короткое замыкание по оси q
`0.0232` `s` (по умолчанию) | положительный скаляр

q-осевая вычитаемая постоянная времени короткого замыкания. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра Задать постоянную времени переходного процесса по оси Q установлено значение Short circuit.

Насыщенность

`Magnetic saturation representation` - Представление магнитного насыщения
`None` (по умолчанию) | `Open-circuit lookup table (v versus i)`

Модель магнитного насыщения блоков:

None
Open-circuit lookup table (v versus i)

Зависимости

Если для этого параметра задано значение Open-circuit lookup table (v versus i), отображаются связанные параметры.

`Per-unit field current saturation data, ifd` - Данные по насыщению тока поля на единицу
`[0, .48, .76, 1.38, 1.79]` (по умолчанию)

Ток поля, _ifd, данные, заполняющие напряжение воздушного зазора, _Vag, в зависимости от тока поля, _ifd, таблица подстановки. Этот параметр должен содержать вектор, содержащий не менее пяти элементов.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра представления магнитного насыщения установлено значение Open-circuit lookup table (v versus i).

`Per-unit air-gap voltage saturation data, Vag` - Данные по насыщению напряжения воздушного зазора на единицу
`[0, .8, 1.08, 1.31, 1.4]` (по умолчанию)

Напряжение воздушного зазора, _Vag, данные, которые заполняют напряжение воздушного зазора, _Vag, в зависимости от тока поля, _ifd, таблица поиска. Этот параметр должен содержать вектор, содержащий не менее пяти элементов.

Зависимости

Начальные условия

`Initialization option` - Параметр инициализации
`Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase` (по умолчанию) | `Set targets for rotor angle and Park's transform variables` | `Set targets for load flow variables`

Модель для задания значений определенных параметров и переменных в начале моделирования. Кому:

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

Укажите приоритет и начальные целевые значения для переменных блока перед моделированием с помощью параметров «Переменные», выберите Set targets for rotor angle and Park's transform variables. Дополнительные сведения см. в разделе Установка приоритета и начальной цели для переменных блока.
Выберите тип шины и задайте связанные параметры для анализа потока нагрузки в настройках начальных условий, выберите Set targets for load flow variables.

Зависимости

Если для этого параметра задано значение:

Set targets for rotor angle and Park's transform variables - Параметры переменных становятся видимыми.
Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase - Соответствующие параметры становятся видимыми.
Set targets for load flow variables - Соответствующие параметры становятся видимыми.

`Source type` - Модель источника напряжения
`Swing bus` (по умолчанию) | `Voltage source with series impedance` | `PV bus` | `PQ bus`

Тип источника напряжения, моделируемого блоком.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если для параметра Initialization установлено значение Set targets for load flow variables и параметр Source type имеет значение Swing bus или PV bus.

Видимость величины напряжения клеммы, угла напряжения клеммы, генерируемой активной мощности, генерируемой реактивной мощности, величины минимального напряжения клеммы (pu, диапазон поиска фазы на клеммах и диапазон поиска фазы на клеммах зависят от значения, выбранного для этого параметра.

`Terminal voltage magnitude` - Величина напряжения на клеммах
`24e3` `V` (по умолчанию)

Величина напряжения на клемме.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если для параметра Initialization установлено значение Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase или если для параметра Initialization установлено значение Set targets for load flow variables и параметр Source type имеет значение Swing bus или PV bus.

`Terminal voltage angle` - Угол напряжения на клеммах
`0` `deg` (по умолчанию)

Угол напряжения на клемме.

Зависимости

`Active power generated` - Выработка активной энергии
`270e6` `V*A` (по умолчанию)

Вырабатывается активная мощность.

Зависимости

`Reactive power generated` - Выработанная реактивная мощность
`0` `V*A` (по умолчанию)

Генерируемая реактивная мощность.

Зависимости

`Minimum terminal voltage magnitude (pu)` - Минимальная величина напряжения на клеммах
`0.95` (по умолчанию)

Минимальная величина стационарного напряжения на единицу.

Зависимости

`Phase search range at terminals` - Диапазон поиска фаз на терминалах
`[-inf, inf]` `deg` (по умолчанию)

Вектор, определяющий диапазон поиска фазового угла.

Зависимости

`Parasitic conductance to electrical reference` - Паразитная проводимость к электрической привязке
`1e-6` `S` (по умолчанию)

Паразитная проводимость к электрическому эталону.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если для параметра Initialization установлено значение Set targets for load flow variables.

Примеры модели

Synchronous Machine
Initialization with Loadflow

Инициализация синхронной машины с загрузочным потоком

Инициализация синхронной машины в рамках анализа потока нагрузки. При инициализации синхронной машины имеются две степени свободы, которые могут быть заданы любыми двумя из угла поворота ротора, активной мощности, реактивной мощности и напряжения на клеммах. Пара переменных, на которые наложены ограничения, задается раскрывающимся меню типа источника, которое имеет опции шины качания, шины PV и шины PQ. Здесь машина настроена для шины качания с 1,02 на единицу напряжения и фазы ноль градусов.

Управление крутящим моментом ПЛ

Управление крутящим моментом в электроприводе на базе синхронной машины (SM). Высоковольтная батарея питает ПЛ через управляемый трехфазный преобразователь для обмоток статора и управляемый четырехквадрантный прерыватель для обмотки ротора. Идеальный источник угловой скорости обеспечивает нагрузку. Подсистема управления использует подход с разомкнутым контуром для управления крутящим моментом и подход с замкнутым контуром для управления током. В каждый момент времени выборки запрос крутящего момента преобразуется в соответствующие текущие ссылки. Текущий элемент управления основан на PI. В моделировании используется несколько этапов крутящего момента как в двигателе, так и в генераторе. Планирование задач реализуется как конечный автомат Stateflow ®. Подсистема визуализации содержит области, которые позволяют просматривать результаты моделирования.

Управление скоростью SM

Управление угловой скоростью ротора в электротяговом приводе на базе синхронной машины (ПЛ). Высоковольтная батарея питает ПЛ через управляемый трехфазный преобразователь для обмоток статора и управляемый четырехквадрантный прерыватель для обмотки ротора. Идеальный источник крутящего момента обеспечивает нагрузку. Подсистема управления включает в себя многоскоростную каскадную структуру управления на основе PI, которая имеет внешний контур управления угловой скоростью и три внутренних контура управления током. Планирование задач в подсистеме управления реализуется как конечный автомат Stateflow ®. Подсистема визуализации содержит области, которые позволяют просматривать результаты моделирования.

Ссылки

[1] Kundur, P. Стабильность и управление энергосистемой. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Макгроу Хилл, 1993.

[2] Лышевский, С. Е. Электромеханические системы, электрические машины и прикладная мехатроника. Бока Ратон, ФЛ: КПР Пресс, 1999.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Цепь поля синхронной машины | Измерение синхронной машины | Синхронная машина модели 1.0 | Синхронная машина модель 2.1 | Синхронная машина с круглым ротором

Темы

Представлен в R2013b

Документация

Явный полюс синхронной машины

Описание

Инициализация синхронной машины с использованием целевых значений потока нагрузки

Уравнения

Параметры печати и отображения

Переменные

Порты

Продукция

pu - Измерения на единицу оборудования физический

Сохранение

fd+ - Положительный вывод обмотки возбуждения электрический

fd- - Отрицательный вывод обмотки возбуждения электрический

R - Ротор машины механический

C - Корпус машины механический

~ - Обмотки статора электрический

n - Нейтральная фаза электрический

Зависимости

Параметры

Главный

Rated apparent power - Номинальная кажущаяся мощность 300e6 V*A (по умолчанию)

Rated voltage - среднеквадратичное номинальное линейное напряжение 24e3 V (по умолчанию)

Rated electrical frequency - Номинальная электрическая частота 60 Hz (по умолчанию)

Number of pole pairs - Количество пар полюсов 10 (по умолчанию)

Specify parameterization by - Параметризация блока Fundamental parameters (по умолчанию) | Standard parameters

Зависимости

Зависимости

Field circuit voltage - Напряжение полевой цепи 216.54 V (по умолчанию)

Зависимости

Field circuit current - Ток цепи возбуждения 1000 A (по умолчанию)

Зависимости

Zero sequence - Модель нулевой последовательности Include (по умолчанию) | Exclude

Зависимости

Rotor angle definition - Контрольная точка для измерения угла ротора Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis (по умолчанию) | Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis

Импедансы

Stator d-axis mutual inductance (unsaturated), Ladu - Взаимная индуктивность d-оси статора (ненасыщенная) 0.9 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Stator q-axis mutual inductance, Laq - Взаимная индуктивность по оси q статора 0.55 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Stator zero-sequence inductance, L0 - Индуктивность нулевой последовательности статора 0.15 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Stator leakage inductance, Ll - Индуктивность утечки статора 0.15 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Stator resistance, Ra - Сопротивление статора 0.011 (по умолчанию) | положительный скаляр

Rotor field circuit inductance, Lfd - Индуктивность цепи возбуждения ротора 0.2571 (по умолчанию) | положительный скаляр

Rotor field circuit resistance, Rfd - Сопротивление цепи возбуждения ротора 0.0006 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Rotor d-axis damper winding 1 inductance, L1d - Индуктивность обмотки демпфера 1 d-оси ротора 0.2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Rotor d-axis damper winding 1 resistance, R1d - Сопротивление обмотки демпфера 1 по оси d ротора 0.0354 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Rotor q-axis damper winding 1 inductance, L1q - Индуктивность обмотки демпфера 1 по оси q ротора 0.2567 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Rotor q-axis damper winding 1 resistance, R1q - Сопротивление обмотки демпфера 1 по оси q ротора 0.0428 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Stator leakage reactance, Xl - Реактивное сопротивление утечки статора 0.15 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

d-axis synchronous reactance, Xd - синхронное реактивное сопротивление по оси d 1.05 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

q-axis synchronous reactance, Xq - синхронное реактивное сопротивление по оси q 0.7 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

zero-sequence reactance, X0 - Реактивное сопротивление нулевой последовательности 0.15 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

d-axis transient reactance, Xd' - переходное реактивное сопротивление d-оси 0.35 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

d-axis subtransient reactance, Xd'' - вычитаемое реактивное сопротивление d-оси 0.25 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

q-axis subtransient reactance, Xq'' - вычитаемое реактивное сопротивление по оси q 0.325 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Константы времени

Specify d-axis time constant - Укажите постоянную времени по d-оси Open circuit (по умолчанию) | Short circuit

d-axis transient open-circuit, Td0' - d-осевая переходная разомкнутая цепь 5.25 s (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

d-axis transient short-circuit, Td' - d-осевое переходное короткое замыкание 1.75 s (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

d-axis subtransient open-circuit, Td0'' - вычитание d-оси с разомкнутой цепью 0.03 s (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

d-axis subtransient short-circuit, Td'' - вычитание d-оси при коротком замыкании 0.0214 s (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Specify q-axis time constant - Укажите константу времени по оси Q Open circuit (по умолчанию) | Short circuit

`pu` - Измерения на единицу оборудования
физический

`fd+` - Положительный вывод обмотки возбуждения
электрический

`fd-` - Отрицательный вывод обмотки возбуждения
электрический

`R` - Ротор машины
механический

`C` - Корпус машины
механический

`~` - Обмотки статора
электрический

`n` - Нейтральная фаза
электрический

`Rated apparent power` - Номинальная кажущаяся мощность
`300e6` `V*A` (по умолчанию)

`Rated voltage` - среднеквадратичное номинальное линейное напряжение
`24e3` `V` (по умолчанию)

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

`Number of pole pairs` - Количество пар полюсов
`10` (по умолчанию)

`Specify parameterization by` - Параметризация блока
`Fundamental parameters` (по умолчанию) | `Standard parameters`

`Field circuit voltage` - Напряжение полевой цепи
`216.54` `V` (по умолчанию)

`Field circuit current` - Ток цепи возбуждения
`1000` `A` (по умолчанию)

`Zero sequence` - Модель нулевой последовательности
`Include` (по умолчанию) | `Exclude`

`Rotor angle definition` - Контрольная точка для измерения угла ротора
`Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis` (по умолчанию) | `Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis`

`Stator d-axis mutual inductance (unsaturated), Ladu` - Взаимная индуктивность d-оси статора (ненасыщенная)
`0.9` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Stator q-axis mutual inductance, Laq` - Взаимная индуктивность по оси q статора
`0.55` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Stator zero-sequence inductance, L0` - Индуктивность нулевой последовательности статора
`0.15` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Stator leakage inductance, Ll` - Индуктивность утечки статора
`0.15` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Stator resistance, Ra` - Сопротивление статора
`0.011` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Rotor field circuit inductance, Lfd` - Индуктивность цепи возбуждения ротора
`0.2571` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Rotor field circuit resistance, Rfd` - Сопротивление цепи возбуждения ротора
`0.0006` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Rotor d-axis damper winding 1 inductance, L1d` - Индуктивность обмотки демпфера 1 d-оси ротора
`0.2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Rotor d-axis damper winding 1 resistance, R1d` - Сопротивление обмотки демпфера 1 по оси d ротора
`0.0354` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Rotor q-axis damper winding 1 inductance, L1q` - Индуктивность обмотки демпфера 1 по оси q ротора
`0.2567` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Rotor q-axis damper winding 1 resistance, R1q` - Сопротивление обмотки демпфера 1 по оси q ротора
`0.0428` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Stator leakage reactance, Xl` - Реактивное сопротивление утечки статора
`0.15` (по умолчанию) | положительный скаляр

`d-axis synchronous reactance, Xd` - синхронное реактивное сопротивление по оси d
`1.05` (по умолчанию) | положительный скаляр

`q-axis synchronous reactance, Xq` - синхронное реактивное сопротивление по оси q
`0.7` (по умолчанию) | положительный скаляр

`zero-sequence reactance, X0` - Реактивное сопротивление нулевой последовательности
`0.15` (по умолчанию) | положительный скаляр

`d-axis transient reactance, Xd'` - переходное реактивное сопротивление d-оси
`0.35` (по умолчанию) | положительный скаляр

`d-axis subtransient reactance, Xd''` - вычитаемое реактивное сопротивление d-оси
`0.25` (по умолчанию) | положительный скаляр

`q-axis subtransient reactance, Xq''` - вычитаемое реактивное сопротивление по оси q
`0.325` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Specify d-axis time constant` - Укажите постоянную времени по d-оси
`Open circuit` (по умолчанию) | `Short circuit`

`d-axis transient open-circuit, Td0'` - d-осевая переходная разомкнутая цепь
`5.25` `s` (по умолчанию) | положительный скаляр

`d-axis transient short-circuit, Td'` - d-осевое переходное короткое замыкание
`1.75` `s` (по умолчанию) | положительный скаляр

`d-axis subtransient open-circuit, Td0''` - вычитание d-оси с разомкнутой цепью
`0.03` `s` (по умолчанию) | положительный скаляр

`d-axis subtransient short-circuit, Td''` - вычитание d-оси при коротком замыкании
`0.0214` `s` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Specify q-axis time constant` - Укажите константу времени по оси Q
`Open circuit` (по умолчанию) | `Short circuit`

`q-axis subtransient open-circuit, Tq0'` - вычитание по оси q с разомкнутым контуром
`0.05` `s` (по умолчанию) | положительный скаляр

`q-axis subtransient short-circuit, Tq'` - вычитаемое короткое замыкание по оси q
`0.0232` `s` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Magnetic saturation representation` - Представление магнитного насыщения
`None` (по умолчанию) | `Open-circuit lookup table (v versus i)`

`Per-unit field current saturation data, ifd` - Данные по насыщению тока поля на единицу
`[0, .48, .76, 1.38, 1.79]` (по умолчанию)

`Per-unit air-gap voltage saturation data, Vag` - Данные по насыщению напряжения воздушного зазора на единицу
`[0, .8, 1.08, 1.31, 1.4]` (по умолчанию)

`Initialization option` - Параметр инициализации
`Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase` (по умолчанию) | `Set targets for rotor angle and Park's transform variables` | `Set targets for load flow variables`

`Source type` - Модель источника напряжения
`Swing bus` (по умолчанию) | `Voltage source with series impedance` | `PV bus` | `PQ bus`

`Terminal voltage magnitude` - Величина напряжения на клеммах
`24e3` `V` (по умолчанию)

`Terminal voltage angle` - Угол напряжения на клеммах
`0` `deg` (по умолчанию)

`Active power generated` - Выработка активной энергии
`270e6` `V*A` (по умолчанию)

`Reactive power generated` - Выработанная реактивная мощность
`0` `V*A` (по умолчанию)

`Minimum terminal voltage magnitude (pu)` - Минимальная величина напряжения на клеммах
`0.95` (по умолчанию)

`Phase search range at terminals` - Диапазон поиска фаз на терминалах
`[-inf, inf]` `deg` (по умолчанию)

`Parasitic conductance to electrical reference` - Паразитная проводимость к электрической привязке
`1e-6` `S` (по умолчанию)

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™