Описание

Трехфазный четырехпроводный генератор переменного тока мощностью 2000 кВА, 1600 кВт, 0,8 коэффициента мощности, 600 В, 1800 об/мин подключается к индуктивной нагрузке мощностью 1600 кВт, 400 кВ. Нейтральная точка статора заземлена. Внутреннее сопротивление генератора (Zg = 0,0036 + j * 0,16 pu) представляет сопротивление обмотки якоря Ra и переходное реактивное сопротивление X 'd прямой оси. Общая постоянная инерции генератора и первичного двигателя составляет Н = 0,6 с, что соответствует J = 67,5 кг.м ^ 2. Регулирование скорости моделируется блоками Simulink ®, реализующими регулятор PI. Машина возбуждается постоянным напряжением.

Трехфазный выключатель используется для отключения резистивной нагрузки 800 кВт. Прерыватель первоначально закрывают и открывают при t = 0,2 с, что приводит к 50% сбросу нагрузки.

Моделирование

1. Инициализация компьютера для запуска в установившемся состоянии

Откройте powergui и выберите «Machine Initialization». Появится новое окно. Обратите внимание, что для параметра «Bus type» установлено значение «Swing Bus»; это происходит потому, что схема не содержит источника напряжения, накладывающего опорный угол. Инициализация затем выполняется машиной, управляющей напряжением и углом на своих клеммах. Требуемое напряжение на клемме инициализируется до 600 В (номинальное напряжение машины), а фазовый угол UAN - до 0 градусов.

Нажмите кнопку «Вычислить и применить». После того, как инициализация решена, обновляются три напряжения от линии к линии, а также три выходных тока машины. Также отображается активная и реактивная мощность машины, а также требуемая механическая мощность Pmec и напряжение поля E. Следует прочитать следующие значения: P = 1600kW, Q = 400 квар, Pmec = 1604.7kW (0,8024 pu), напряжение поля E = 1,0247 pu. Инструмент инициализации станка также предлагает с предупреждением установить начальное условие для механической мощности 0,8024 pu. Это происходит потому, что вход Pm машины не соединен с постоянным блоком или с библиотечным блоком (HTG или STG). Заметим, что механический крутящий момент (блок Tmec) установлен на 0,8024 pu. Игнорируйте это сообщение. Следует также отметить, что блок Ei постоянной, подключенный к входу E машины, обновляется автоматически (E = 1,04268 pu).

2. Моделирование при постоянном крутящем моменте - без регулятора частоты вращения

Убедитесь в нерабочем состоянии регулятора скорости (ручной переключатель находится в верхнем положении). Запустите моделирование и наблюдайте сигналы на Scope2. Три тока Iabc должны начинаться с установившихся синусоидальных колебаний. Обратите внимание, что при размыкании автоматического выключателя при t = 0,2 с электрическая мощность (след 4) падает с 0,8 pu до 0,4 pu, и машина начинает ускоряться. Скорость увеличения скорости dN/dt = 1/2H = 0,833 pu скорость/pu крутящий момент/s. Поскольку чистый электромеханический крутящий момент теперь Tmec-Telec = 0,8 - 0,4 = 0,4 pu, скорость увеличивается со скоростью 0,833 * 0,4 = 0,33 pu/s. Таким образом, при t = 1,2 с ожидаемое увеличение скорости составляет 0,33 pu. Фактически скорость, измеренная при t = 1,2 с, немного выше теоретического значения (1,38 pu по сравнению с 1,33 pu). Это происходит потому, что электрический крутящий момент (след 5) уменьшается по мере увеличения скорости, в результате чего суммарный крутящий момент ускорения превышает 0,4 pu.

3. Моделирование с регулятором скорости

Теперь дважды щелкните по блоку Manual Switch, чтобы ввести регулятор скорости в эксплуатацию. Перезапустите моделирование и проверьте динамическую реакцию регулятора скорости в Области 2. Обратите внимание, что для поддержания скорости на ее исходном значении (1 pu) регулятор скорости уменьшил механический крутящий момент до 0,4 pu.