Zigzag Phase-Shifting Transformer
Реализуйте зигзагообразный фазосдвигающий трансформатор с конфигурируемым соединением вторичной обмотки
Библиотека
Simscape / Электрический / Специализированные Энергосистемы / Элементы Энергосистемы
Описание
Блок Zigzag Phase-Shifting Transformer реализует трехфазный трансформатор с первичной обмоткой, соединенной в зигзагообразном строении, и конфигурируемой вторичной обмоткой. Модель использует три однофазных трехобмоточных трансформаторов. Первичная обмотка соединяет обмотки 1 и 2 однофазных трансформаторов в зигзагообразном строении. Вторичная обмотка использует обмотки 3 одиночных фаз трансформаторов, и они могут быть соединены одним из следующих способов:
Y
Y с доступной нейтралью
Заземленный Y
Дельта (D1), задержка в дельте Y на 30 степени
Дельта (D11), дельта, ведущая Y на 30 степени
Примечание
D1 и D11 обозначения относятся к следующему соглашению о времени. Это принимает, что ссылка вектор напряжения Y находится в полдень (12) на синхроимпульсе отображения. D1 и D11 относятся соответственно к 13:00 (отставание Y на 30 степени) и 11:00 (ведение Y на 30 степени).
Если вторичная обмотка соединена в Y, напряжения вторичной фазы приводят или задерживают первичные напряжения на угол фазы Phi, заданный в параметрах блока. Если вторичная обмотка соединена в дельте (D11), к углу фазы добавляется дополнительный сдвиг фазы + 30 степеней. Если вторичная обмотка соединена в дельте (D1), сдвиг фазы − 30 степеней добавляется к углу фазы.
Блок учитывает выбранный тип соединения, и значок блока автоматически обновляется. Порт выхода с меткой N добавляется к блоку, если вы выбираете соединение Y с доступным нейтралем для вторичной обмотки.
Характеристика насыщения, когда она активирована, та же самая, что и описанная для блока Насыщаемого Трансформатора.
Параметры
Вкладка « строение»
- Secondary winding (abc) connection
Соединение обмотки для вторичной обмотки. Варианты
Y,Yn,Yg(по умолчанию),Delta (D1), иDelta (D11).- Saturable core
Если выбран, реализует насыщаемое ядро. Значение по умолчанию сброшено.
- Specify initial fluxes
Если выбран, начальные потоки определяются параметром Initial fluxes на вкладке Параметры. Этот параметр доступен, только если выбран параметр Насыщаемое ядро. Значение по умолчанию сброшено.
Когда параметр Specify initial fluxes не выбран при симуляции, Simscape™ Electrical™ Specialized Степени Systems автоматически вычисляет начальные потоки, чтобы начать симуляцию в установившемся состоянии. Вычисленные значения сохраняются в параметре Initial Fluxes и перезаписываются любые предыдущие значения.
- Measurements
Выберите
Winding voltagesдля измерения напряжения на обмотках обмотки блока Трехфазный Трансформатор.Выберите
Winding currentsдля измерения токов , текущих через обмотки блока Трехфазный Трансформатор.Выберите
Fluxes and excitation currents (Im + IRm)для измерения редактирования потока в вольтах-секундах (V.s) и общего тока возбуждения, включая потери в железе, смоделированные Rm.Выберите
Fluxes and magnetization currents (Im)для измерения редактирования потока в вольтах-секундах (V.s) и тока намагниченности в амперах (A), не включая потери в железе, смоделированные Rm.Выберите
All measurements (V, I, Flux)измерить извилистые напряжения, ток, ток намагничивания и потокосцепления.По умолчанию это
None.Поместите блок Multimeter в модель, чтобы отобразить выбранные измерения во время симуляции. В списке Доступные измерения (Available Measurements) блока Мультиметр (Multimeter) измерения идентифицируются меткой, за которой следует имя блока.
Метки, используемые в мультиметре, следующие.
Измерение
Метка
Обмотка напряжения первичной сети (зигзаг)
Uprim_A:Winding currents первичной (зигзаг)
Iprim_A:Обмотка вторичных напряжений
(Y, Yn или Yg)Usec_A:Обмотка вторичных напряжений
(дельта)Usec_AB:Winding currents вторичного тока
(Y, Yn или Yg)Isec_A:Winding currents вторичного тока
(дельта)Isec_AB:Потоки
(обмотки 1 зигзага)Flux_A:Токи возбуждения
(обмотки 1 зигзага)Iexc_A:Токи намагниченности
(обмотки 1 зигзага)Imag_A:
Вкладка « параметры»
- Units
Задайте модули, используемые для ввода параметров блока Zigzag Phase-Shifting Transformer. Выберите
puдля использования в относительных модулях. ВыберитеSIдля использования модулей СИ. Изменение параметра Units наpuнаSI, или отSIнаpu, 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.- Nominal power and frequency
Номинальная степень, в вольт-амперах (VA), и номинальная частота, в герцах (Гц), трансформатора. Обратите внимание, что номинальные параметры не влияют на модель трансформатора, когда параметру Units задано значение
SI. По умолчанию это[ 100e6 60].- Primary (zigzag) nominal voltage Vp
Номинальное напряжение от фазы к фазе в вольтах RMS для первичной обмотки трансформатора. По умолчанию это
10e3.- Secondary nom. voltage phase shift
Номинальное напряжение от фазы к фазе, в вольтах RMS, и сдвиг фазы, в степенях, для вторичной обмотки трансформатора. По умолчанию это
[ 30e3 +15].- Winding 1 zig-zag [R1 L1]
Сопротивление и индуктивность утечек обмоток 1 однофазных трансформаторов, используемых для реализации первичной обмотки зигзагообразного фазосдвигающего трансформатора. По умолчанию это
[ 0.002 0.08 ]когда параметр Unitspuи[0.002488 0.00026399]когда параметр UnitsSI.- Winding 2 zig-zag [R2 L2]
Сопротивление и индуктивность утечек обмоток 2 однофазных трансформаторов, используемых для реализации первичной обмотки зигзагообразного фазосдвигающего трансформатора. По умолчанию это
[ 0.002 0.08 ]когда параметр Unitspuи[0.00017863 1.8954e-05]когда параметр UnitsSI.- Winding 3 secondary [R3 L3]
Сопротивление и индуктивность утечек обмоток 3 однофазных трансформаторов, используемых для реализации вторичной обмотки Зигзага Фазосдвигающего Трансформатора. По умолчанию это
[ 0.002 0.08 ]когда параметр Unitspuи[0.018 0.0019099]когда параметр UnitsSI.- Magnetizing branch [Rm Lm]
Параметр Намагниченная ветвь недоступен, если установлен флажок Насыщаемое ядро. По умолчанию это
[ 500 500 ]когда параметр Unitspuи[622.01 622.01]когда параметр UnitsSI.Сопротивление намагниченности Rm и индуктивность Lm, в pu, когда насыщение не моделируется.
- Magnetization resistance Rm
Этот параметр доступен, только если выбран параметр Насыщаемое ядро на вкладке Configuration. По умолчанию это
500когда параметр Unitspuи622.01когда параметр UnitsSI.Сопротивление намагниченности Rm, в pu, когда насыщение моделируется.
- Saturation characteristic
Этот параметр доступен, только если выбран параметр Насыщаемое ядро на вкладке Configuration. По умолчанию это
[ 0,0 ; 0.0024,1.2 ; 1.0,1.52 ]когда параметр Unitspuи[0 0;17.569 28.988;7320.5 36.718]когда параметр UnitsSI.Характеристика насыщения для насыщаемого ядра. Задайте серию пар ток/поток (в pu), начиная с пары (0,0).
- Initial fluxes
Задайте начальные потоки для каждой фазы трансформатора. Этот параметр доступен, только если выбран параметр Задать начальные потоки на вкладке Configuration. По умолчанию это
[0,0,0].Когда параметр Specify initial fluxes не выбран при симуляции, программное обеспечение Simscape Electrical Specialized Power Systems автоматически вычисляет начальные потоки, чтобы начать симуляцию в установившемся состоянии. Вычисленные значения сохраняются в параметре Initial Fluxes и перезаписываются любые предыдущие значения.
Вкладка «Дополнительно»
Вкладка Advanced блока не видна, когда вы устанавливаете параметр Simulation type блока powergui равным Continuous, или когда вы выбираете параметр Automatically handle discrete solver блока powergui. Вкладка видна, когда вы устанавливаете параметр Simulation type блока powergui равным Discrete, и когда параметр Automatically handle discrete solver блока powergui очищается.
- Break Algebraic loop in discrete saturation model
При выборе задержка вставляется на выходе модели насыщения, вычисляя ток намагниченности как функцию редактирования потока (интеграл напряжения входа вычисленного методом Трапеций). Эта задержка устраняет алгебраический цикл, полученный из методов трапеций дискретизации, и ускоряет симуляцию модели. Однако эта задержка вводит одну задержку шага симуляции в модель и может вызвать числовые колебания, если шаг расчета слишком велико. Алгебраический цикл требуется в большинстве случаев, чтобы получить точное решение.
При снятии (по умолчанию) параметр Discrete solver model задает метод дискретизации модели насыщения.
- Discrete solver model
Выберите один из следующих методов, чтобы разрешить алгебраический цикл.
Trapezoidal iterative- Хотя этот метод дает правильные результаты, он не рекомендуется, потому что Simulink® имеет тенденцию к замедлению и может не сходиться (остановки симуляции), особенно когда количество насыщаемых трансформаторов увеличивается. Кроме того, из-за ограничения алгебраического цикла Simulink, этот метод не может использоваться в реальном времени. В R2018b и предыдущих релизах вы использовали этот метод, когда параметр Break Algebraic loop in discrete saturation model был очищен.Trapezoidal robust- Этот метод немного точнее, чемBackward Euler robustспособ. Однако это может привести к слегка демпфированным численным колебаниям напряжений трансформатора, когда трансформатор не нагружен.Backward Euler robust- Этот метод обеспечивает хорошую точность и предотвращает колебания, когда трансформатор находится без нагрузки.
Максимальное количество итераций для устойчивых методов задано на вкладке Preferences блока powergui, в разделе Solver details for nonlinear elements. Для приложений в реальном времени может потребоваться ограничить количество итераций. Обычно ограничение количества итераций 2 приводит к приемлемым результатам. Два устойчивых решателя являются рекомендуемыми методами дискретизации модели насыщения трансформатора.
Для получения дополнительной информации о том, какой метод использовать в вашем приложении, смотрите Симуляция дискретизированных электрических систем.
Примеры
Смотрите текст справки power_48pulsegtoconverter пример.
В этой модели 48-импульсный преобразователь GTO построен с четырьмя Трехуровневыми Мостовыми блоками и четырьмя блоками Zigzag Phase-Shifting Transformer. Нейтрализация гармоник получена с помощью соответствующих сдвигов фазы, введенных соединениями Зигзага (+7.5/−7.5 степени) и соединениями вторичной обмотки (Y или Delta).