Linear Transformer

Реализуйте линейный трансформатор с двумя или тремя обмотками

Библиотека

Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Элементы Энергосистемы

Описание

Показанная модель Linear Transformer блока состоит из трех связанных обмоток, намотанных на один сердечник.

Модель учитывает сопротивления обмотки (R1 R2 R3) и индуктивность утечек (L1 L2 L3), а также намагничивающие характеристики сердечника, который моделируется линейной (Rm Lm) ветвью.

Преобразование в модули

Для порядка промышленности, блок позволяет вам задать сопротивление и индуктивность обмоток в относительных модулях (pu). Значения основаны на номинальной степени трансформатора Pn, в VA, номинальной частоте fn, в Гц и номинальном напряжении Vn, в Vrms, соответствующей обмотки. Для каждой обмотки сопротивление на модуль измерения и индуктивность заданы как

$R (p u) = \frac{R (Ω)}{R_{b a s e}}$

$L (p u) = \frac{L (H)}{L_{b a s e}}$

Импеданс основания, базового сопротивления основы реактивное сопротивление и индуктивность основания, используемые для каждой обмотки, являются

$Z_{b a s e} = R_{b a s e} = X_{b a s e} = \frac{{(V n)}^{2}}{P n}$

$L_{b a s e} = \frac{X_{b a s e}}{2 π f n}$

Для сопротивления намагниченности Rm и индуктивности Lm значения pu основаны на номинальной степени трансформатора и на номинальном напряжении обмотки 1.

Для примера параметры по умолчанию обмотки 1, заданные в разделе диалогового окна, дают следующие основы:

$R_{b a s e} = \frac{{(735 e 3)}^{2}}{250 e 6} = 2161 Ω$

$L_{b a s e} = \frac{2161}{2 π 60} = 5.732 H$

Предположим, что параметры обмотки 1 R1 = 4,32 Ом и L1 = 0,4586 Н; соответствующие значения, которые будут введены в диалоговое окно:

$R_{1} = \frac{4.32 Ω}{2161 Ω} = 0.002 p u$

$L_{1} = \frac{0.4586 H}{5.732 H} = 0.08 p u$

Чтобы задать ток намагничивания 0,2% (сопротивление и индуктивность) на основе номинального тока, необходимо ввести в модуль значения 1/0,002 = 500 pu для сопротивления и индуктивности намагничивающей ветви. Используя базовые значения, рассчитанные ранее, эти значения по модулям соответствуют Rm = 1.08e6 Ом и Lm = 2866 генри.

Моделирование идеального трансформатора

Чтобы реализовать идеальную модель трансформатора, установите сопротивления обмотки и индуктивности равными 0, и сопротивление намагниченности и индуктивность (Rm Lm) равными inf.

Параметры

Units

Задайте модули, используемые для ввода параметров блока Linear Transformer. Выберите pu для использования в относительных модулях. Выберите SI для использования модулей СИ. Изменение параметра Units с pu на SI, или от SI на pu, автоматически преобразует параметры, отображаемые в маске блока. Преобразование в модули основано на номинальной степени трансформатора Pn в VA, номинальной частоте fn в Гц и номинальном напряжении Vn, в Vrms, обмоток. По умолчанию это pu.

Nominal power and frequency

Номинальная степень Pn в вольтамперах (VA) и частоте fn, в герцах (Гц) трансформатора. Обратите внимание, что номинальные параметры не влияют на модель трансформатора, когда параметр Units установлен в SI. По умолчанию это [ 250e6 60 ].

Winding 1 parameters

Номинальное напряжение V, в вольтах RMS, сопротивление, в pu или омах, и индуктивность утечек, в pu или генри. Значения pu основаны на номинальной степени Pn и на V1. Установите сопротивление и индуктивность обмотки равными 0, чтобы реализовать идеальную обмотку. По умолчанию это [ 735e3 0.002 0.08 ] когда параметр Units pu и [7.35e+05 4.3218 0.45856] когда параметр Units SI .

Winding 2 parameters

Номинальное напряжение V2 в вольтах RMS, сопротивление, в pu или омах, и индуктивность утечек, в pu или генри. Значения pu основаны на номинальной степени Pn и на V2. Установите сопротивление и индуктивность обмотки равными 0, чтобы реализовать идеальную обмотку. По умолчанию это [ 315e3 0.002 0.08 ] когда параметр Units pu и [3.15e+05 0.7938 0.084225] когда параметр Units SI.

Three windings transformer

Если выбран, реализует линейный трансформатор с тремя обмотками; в противном случае реализует трансформатор с двумя обмотками. Выбран параметр по умолчанию.

Winding 3 parameters

Параметр параметров Обмотка 3 недоступен, если параметр трансформатора Три обмотки не выбран.

Номинальное напряжение в вольтах RMS (Vrms), сопротивление, в pu или омах и индуктивность утечек в pu или генри. Значения pu основаны на номинальной степени Pn и на V3. Установите сопротивление и индуктивность обмотки равными 0, чтобы реализовать идеальную обмотку. По умолчанию это [ 315e3 0.002 0.08 ] когда параметр Units pu и [3.15e+05 0.7938 0.084225] когда параметр Units SI.

Magnetization resistance and inductance

Сопротивление и индуктивность, симулирующие активные и реактивные потери ядра. При выборе значения pu основываются на номинальной степени Pn и на V1. Для примера, чтобы задать 0,2% потерь активного и реактивного ядра, при номинальном напряжении, используйте Rm = 500 pu и Lm = 500 pu. По умолчанию это [ 500 500 ] когда параметр Units pu и [1.0805e+06 2866] когда параметр Units SI.

Rm должен иметь конечное значение, когда индуктивность обмотки 1 больше нуля.

Measurements

Выберите Winding voltages для измерения напряжения на обмотке обмотки блока Linear Transformer.

Выберите Winding currents для измерения токов , текущих через обмотки блока Линейный Трансформатор.

Выберите Magnetization current для измерения тока намагниченности блока Линейный Трансформатор.

Выберите All voltages and currents для измерения напряжений и токов обмотки плюс ток намагниченности.

Поместите блок Multimeter в модель, чтобы отобразить выбранные измерения во время симуляции.

По умолчанию это None.

В списке Доступные измерения (Available Measurements) блока Мультиметр (Multimeter) измерения идентифицируются меткой, за которой следует имя блока.

Измерение	Метка
Обмотка напряжения	`Uw1:`
Winding currents	`Iw1:`
Ток намагниченности	`Imag:`

Ограничения

Обмотки могут быть оставлены плавающими (то есть не соединены с остальной схемой). Однако между плавающей обмоткой и основной схемой автоматически добавляется внутренний резистор. Это внутреннее соединение не влияет на измерения напряжения и тока.

Из-за ограничений, присущих теории графов и ее применению к теории электрических сетей Simscape™ реализованной в программном обеспечении Electrical™ Specialized Power Systems, следующие топологии неразрешимы:

Циклы, содержащая только идеальные вторичные обмотки трансформатора (для примера, дельта-соединенные идеальные вторичные обмотки трехфазного трансформатора). Чтобы решить эту проблему топологии, можно добавить небольшой импеданс последовательно с циклом.
Циклы, содержащие только идеальные вторичные обмотки трансформатора и идеальные источники напряжения. Чтобы решить эту проблему топологии, можно добавить небольшой импеданс последовательно с циклом.
Циклы, содержащие только идеальные вторичные обмотки трансформатора и конденсаторы. Чтобы решить эту проблему топологии, можно добавить небольшой импеданс последовательно с циклом.
Все топологии, где идеальный первичный трансформатор имеет, по меньшей мере, один из его узлов, который соединяется с элементами, состоящими только из идеальных первичных обмоток трансформатора или источников тока (для примера, трехфазные первичные обмотки с плавающей общей точкой). Чтобы разрешить эту топологию схемы, вы соединяете небольшое сопротивление с проблемным узлом.

Примеры

The power_transformer пример показывает типовую трансформаторную сеть жилого распределения, питающую нагрузки от линии до нейтрали и от линии до линии.

См. также

Взаимная индуктивность, Насыщаемый Трансформатор, Трехфазный Трансформатор (Две Обмотки), Трехфазный Трансформатор (Три Обмотки)

Представлено до R2006a

Документация