power_AsynchronousMachineParams

Оценка электрических параметров асинхронной машины с двойной клеткой 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 пользовательский интерфейс для вычисления параметров маски, требуемых асинхронным блоком с двойной клеткой, на основе стандартных спецификаций производителя.

params = power_AsynchronousMachineParams(spec) вычисляет параметры машины из структуры входа spec, который содержит данные производителя. Решение возвращается в структуру output params.

params = power_AsynchronousMachineParams(spec, options) позволяет вам задать больше опций (детали отображения, графики, модулей параметра и модулей графа) в структуре входа options.

[params, spec2] = power_AsynchronousMachineParams(spec, options) возвращает входные данные производителя вместе с некоторыми дополнительными производными данными (синхронная скорость, количество пар полюсов, номинальное скольжение, стартовый крутящий момент и так далее) в структуре spec2.

[params, spec2, errors] = power_AsynchronousMachineParams(spec, options) возвращает относительные погрешности между входными данными производителя и эквивалентными данными, полученными с помощью вычисленных параметров в структуре errors.

Электрические параметры асинхронной машины с двойной клеткой

Следующий рисунок показывает установившуюся эквивалентную схему асинхронной машины с двумя клетками.

<reservedrangesplaceholder7> s, <reservedrangesplaceholder6> ls, <reservedrangesplaceholder5> r1, <reservedrangesplaceholder4> lr1, <reservedrangesplaceholder3> r2, <reservedrangesplaceholder2> lr2, <reservedrangesplaceholder1> m семь электрических параметров машины. Они образуют поля params структура, как описано в разделе Выходные аргументы.

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

$f_{1} (x) = \frac{T_{n} - T (s_{n})}{T_{n}}$

$f_{2} (x) = \frac{I_{n} - I (s_{n})}{I_{n}}$

$f_{3} (x) = \frac{p f - p f (s_{n})}{p f}$

$f_{4} (x) = \frac{I_{s t} - I (1)}{I_{s t}}$

$f_{5} (x) = \frac{T_{b r} - T (s_{b r})}{T_{b r}}$

$f_{6} (x) = \frac{T_{s t} - T (1)}{T_{s t}}$

где f = (f 1, _f 2, f 3_, f ₄, f 5, f 6) и _x = ₍R s_, L m_{, R} r1_, L lr1_, R r2 L _lr2). Параметр L ls получается путем принятия, что индуктивность утечек статора и внешней клетки _равны (L ls = L _lr2). s n и s br являются скольжением при номинальном и пробивном крутящем моментах, соответственно. Для получения дополнительной информации о функциях, используемых в этих уравнениях, см. [1].

T n, _I n, pf, _I st_, I br T st являются стандартными спецификациями производителя машины. Они образуют поля spec структура, как описано в разделе Входные параметры.

Входные параметры

spec содержит данные производителя в структуре со следующими полями.

Область	Описание
`Vn`	Номинальное линейное напряжение rms (V)
`fn`	Номинальная частота (Гц)
`In`	Номинальный (полная нагрузка) ток линии (A)
`Tn`	Номинальный (полная нагрузка) крутящий момент (N.m)
`Ns`, или `p`	Можно либо задать Синхронную скорость (об/мин), либо пары полюсов
`Nn`	Номинальная (полная нагрузка) механическая скорость (об/мин)
`Ist_In`	Отношение стартового тока к номинальному току
`Tst_Tn`	Крутящий момент запуска к отношению крутящего момента полной нагрузки
`Tbr_Tn`	Отношение крутящего момента к полному крутящему моменту нагрузки
`pf`	Номинальный коэффициент степени (%)

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 MATLAB^® Командное окно. По умолчанию для этого поля задано значение `0`.
`DrawGraphs`	Если установлено значение `1`, строит графики зависимости момента от скорости и тока статора от характеристик скорости. По умолчанию для этого поля задано значение `0`.
`units`	Определяет модули параметров машины в `'SI'` или `'p.u.'`. По умолчанию для этого поля задано значение `'SI'`.
`graphUnits`	Задает модули измерения графика в `'SI'` или `'p.u.'`. По умолчанию для этого поля задано значение `'SI'`.

Выходные аргументы

params возвращает параметры машины в структуре со следующими полями.

Область	Описание
`Rs`	Сопротивление статора (ом или пу)
`Lls`	Индуктивность утечек статора (H или pu)
`Rr1`	Сопротивление клетки 1 (внутренняя клетка) (ом или пу)
`Llr1`	Индуктивность утечек (H или pu) клетки 1 (внутренней клетки)
`Rr2`	Сопротивление клетки 2 (внешняя клетка) (ом или пу)
`Llr2`	Клетка 2 (внешняя клетка) индуктивность утечек (H или pu)
`Lm`	Индуктивность намагничивания (H или pu)

spec2 возвращает вход структуру данных производителя вместе со следующими дополнительными производными полями данных.

Область	Описание
`cosphi`	Номинальный коэффициент степени (0-1)
`Ns`	Синхронная скорость (об/мин)
`p`	Количество пар полюсов
`we`	Номинальная электрическая угловая скорость (рад/с)
`Vin`	Номинальное напряжение фазы (V)
`sn`	Номинальная (полная нагрузка) пробуксовка
`Ist`	Стартовый ток (A)
`Tst`	Крутящий момент запуска (N.m)
`Tbr`	Крутящий момент пробоя (N.m)
`Pn`	Номинальная (полная нагрузка) механическая степень (W)

errors возвращает относительные погрешности между входными данными производителя и эквивалентными данными, полученными с помощью вычисленных параметров в структуре со следующими полями.

Область	Описание
`In`	Относительная погрешность относительно заданного номинального тока (%)
`Tn`	Относительная погрешность относительно заданного номинального крутящего момента (%)
`pf`	Относительная погрешность относительно заданного номинального коэффициента степени (%)
`Ist`	Относительная погрешность относительно заданного начального тока (%)
`Ist_Iin`	Относительная погрешность относительно заданного отношения стартового тока к номинальному току (%)
`Tst`	Относительная погрешность относительно заданного крутящего момента запуска (%)
`Tst_Tn`	Относительная погрешность по заданному отношению крутящего момента к полному крутящему моменту нагрузки (%)
`Tbr`	Относительная погрешность относительно заданного крутящего момента пробоя (%)
`Tbr_Tn`	Относительная погрешность относительно заданного крутящего момента пробоя к отношению крутящего момента полной нагрузки (%)
`maxError`	Максимальная относительная погрешность (максимум полей выше) (%)

Диалоговое окно

power_AsynchronousMachineParams команда открывает пользовательский интерфейс (UI), который можно использовать для оценки параметров блока Asynchronous Machine с двумя клетками.

Specifications

Введите спецификации производителя. Если вы загрузили в интерфейс набор двигателей, имя файла MAT отобразится в верхней части панели.

Compute Block Parameters

Вычислите электрические параметры асинхронной машины с двойной клеткой и отобразите решение в разделе Block Parameters. Кнопка выделяется серым цветом при оценке параметров блоков.

Кнопка снова активируется при вводе новых значений в разделе Specifications, чтобы указать, что отображаемые параметры блоков больше не соответствуют отображаемым спецификациям.

Если установлен флажок Display detailed results in the command window, ошибки между указанными параметрами производителя и полученными параметрами отображаются в командном окне. Это позволяет вам проверить, что предполагаемые параметры машины RL удовлетворительны. Для примера, ошибки, полученные с 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

Block Parameters

В этом разделе отображаются параметры блоков асинхронной машины, соответствующие заданным спецификациям производителя. Эти поля являются пустыми при первом открытии интерфейса или в случае, когда функции не удалось найти решение. Параметры блоков не редактируются. Их можно загрузить в блок Asynchronous Machine с помощью кнопки Apply to selected block.

Save spec to MATLAB structure

Щелкните Save spec to MATLAB structure, чтобы сохранить спецификации электродвигателя в структуре MATLAB в базовом рабочем пространстве.

Apply to selected block

Откройте модель, выберите машину, которую вы хотите параметризовать, а затем нажмите кнопку Apply to selected block, чтобы загрузить отображаемые параметры блоков в блок. Блок становится серым, когда поля Block Parameters пусты. Кнопка активируется, когда в разделе Block Parameters отображается допустимое решение.

Кнопка не влияет на выбранный блок, не являющийся блоком Asynchronous Machine.

Presets

Выберите New, чтобы удалить Block Parameters и Specifications сечения. Затем кнопки Compute Block Parameters и Apply to selected block отключаются.

Выберите Open preset motor для загрузки в интерфейс заданного набора спецификаций производителя. Соответствующие параметры блоков также загружаются, когда они доступны в предустановленном файле.

Выберите Save preset motor, чтобы сохранить спецификации, отображаемые в интерфейсе. Параметры блоков также сохраняются при наличии.

Options

Если выбрана опция Draw graph after computation в подменю Compute Block Parameters, то при нажатии кнопки Compute Block Parameters функция отображает графики крутящего момента по сравнению со скоростью и током статора, текущим по сравнению со скоростью, соответствующие параметрам блоков. Эта опция по умолчанию не выбрана.

Если выбрана опция Display detailed results in the command window в подменю Compute Block Parameters, то при нажатии кнопки Compute Block Parameters функция отображает ошибки между заданными параметрами производителя и полученные параметры отображаются в командном окне. Эта опция выбрана по умолчанию.

Если выбрана опция Ask me before overwriting rotor type and preset model of selected block в подменю Apply button, то при нажатии кнопки Apply to selected block она выдает предупреждение, если вы пытаетесь загрузить параметры двойной беличьей клетки в выбранный блок, который имеет беличью клетку или фазный ротор, или если вы пытаетесь перезаписать выбранный блок с помощью предустановленной модели. Эта опция выбрана по умолчанию.

Примеры

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

Данные	Значения
`Vn`	400 В
`fn`	50 Гц
`In`	194 A
`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) в относительных модулях (pu) для модели асинхронной машины с двойной клеткой на основе этой спецификации, введите следующие команды в Команду MATLAB окне:

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

Чтобы нарисовать графики крутящего момента по сравнению со скоростью и током статора, текущим по сравнению со скоростью, введите следующие команды:

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

Следующий рисунок показывает получившийся график:

Ссылки

[1] Педра, Хоакин, «Об определении параметров асинхронного двигателя из данных производителя для электромагнитных переходных программ». Транзакции IEEE по степеням. Том 23, № 4, 2008, с. 1709-1718.

Документация