SM AC1C

Система AC1C возбуждения синхронной машины в дискретном времени или в непрерывном времени, включая автоматический регулятор напряжения и возбудитель

  • Библиотека:
  • Simscape/Электрический/Управление/SM Управление

  • SM AC1C block

Описание

Блок SM AC1C реализует системную модель возбуждения AC1C типа синхронной машины в соответствии с IEEE 421.5-2016[1].

Используйте этот блок для моделирования управления и регулирования напряжения возбуждения синхронной машины, которая работает как генератор, используя вращающийся возбудитель переменного тока.

Можно переключаться между непрерывной и дискретной реализациями блока при помощи параметра Sample time (-1 for inherited). Чтобы сконфигурировать интегратора на непрерывное время, установите свойство Sample time (-1 for inherited) на 0. Чтобы сконфигурировать интегратора на дискретное время, установите свойство Sample time (-1 for inherited) на положительное, ненулевое значение или на -1 наследование шага расчета из вышестоящего блока.

Блок SM AC1C состоит из четырех основных компонентов:

  • Компенсатор Тока изменяет измеренное напряжение контакта как функцию от тока контакта.

  • Преобразователь Измерения Напряжения моделирует динамику терминального преобразователя напряжения с помощью lowpass фильтра.

  • Компонент Элементы Управления Возбуждением сравнивает выход преобразователя напряжения с терминальным опорным напряжением, чтобы создать ошибку напряжения. Затем эта ошибка напряжения передается через регулятор напряжения для создания напряжения возбуждения возбуждения.

  • Вращающийся Возбудитель Переменного Тока моделирует вращающийся возбудитель переменного тока, который создает напряжение возбуждения, которое прикладывается к управляемой синхронной машине. Блок также подает ток возбуждающего поля (которому задается стандартный VFE символа) обратно в систему возбуждения.

Эта схема показывает общую структуру системной модели AC1C возбуждения:

На схеме:

  • VT и IT являются измеренными контактным напряжением и током синхронной машины.

  • VC1 - токо-компенсируемое контактное напряжение.

  • VC - фильтрованное, компенсированное током напряжение контакта.

  • VREF - базовое напряжение клеммы.

  • VS - напряжение стабилизатора степени.

  • EFE и VFE являются напряжением возбуждающего поля и током, соответственно.

  • EFD и IFD являются напряжением возбуждения и током, соответственно.

В следующих разделах подробно описывается каждая из основных частей блока.

Компенсатор тока и преобразователь измерения напряжения

Компенсатор тока моделируется как:

VC1=VT+ITRC2+XC2,

где:

  • RC - сопротивление компенсации нагрузки.

  • XC - реактивное сопротивление компенсации нагрузки.

Преобразователь измерения напряжения реализован как Low-Pass Filter блок с постоянными по времени TR. Дискретные и непрерывные реализации см. в документации для этого блока.

Элементы управления возбуждением

Эта схема иллюстрирует общую структуру элементов управления возбуждением:

На схеме:

  • SP является исходным местом точки суммирования для напряжений ограничителя сверхэксцитации (OEL), ограничителя недостаточного эксцитирования (UEL) и ограничителя тока статора (SCL). Для получения дополнительной информации об использовании ограничителей с этим блоком, смотрите Полевые ограничители тока.

  • Блок Lead-Lag моделирует дополнительную динамику, связанную с регулятором напряжения. Здесь TC - постоянная времени выполнения, а TB - постоянная времени задержки. Дискретные и непрерывные реализации см. в документации для блока Lead-Lag.

  • Блок Low-Pass Filter моделирует основную динамику регулятора напряжения. Здесь KA - коэффициент усиления регулятора, а TA - основная временная константа регулятора. Минимальные и максимальные пределы насыщения против насыщения обмотки для блока VAmin и VAmax, соответственно.

  • TO является входным положением входа захвата для напряжений OEL, UEL и SCL. Для получения дополнительной информации об использовании ограничителей с этим блоком, смотрите Полевые ограничители тока.

  • Блок Filtered Derivative моделирует путь обратной связи скорости для стабилизации системы возбуждения. Здесь KF и TF являются константами усиления и времени этой системы, соответственно. Дискретные и непрерывные реализации см. в документации для блока Filtered Derivative.

  • EFEmin и EFEmax являются минимальным и максимальным пределами насыщения для выходного EFE напряжения возбуждения.

Ограничители Тока Поля

Можно использовать различные ограничители тока возбуждения, чтобы изменить выход регулятора напряжения в небезопасных условиях работы:

  • Используйте ограничитель перенапряжения, чтобы предотвратить перегрев обмотки возбуждения из-за чрезмерной потребности в токе возбуждения.

  • Используйте ограничитель недооценки, чтобы увеличить возбуждение поля, когда оно слишком низко, что рискует десинхронизацией.

  • Используйте ограничитель тока статора, чтобы предотвратить перегрев обмоток статора из-за сверхтоков.

Приложите выход любого из этих ограничителей в одной из следующих точек:

  • Точка суммирования как часть цикла обратной связи автоматического регулятора напряжения (AVR)

  • Точка принятия для переопределения обычного поведения AVR

Если вы используете ограничитель тока статора в точке суммирования, используйте одну входную VSCLsum. Если вы используете ограничитель тока статора в точке захвата, используйте и вход перенапряжения, и VSCLoel, и вход недискажения, VSCLuel.

Вращающийся возбудитель переменного тока

Эта схема иллюстрирует общую структуру вращающегося возбудителя переменного тока:

На схеме:

  • Ток возбуждающего VFE моделируется как суммирование трех сигналов:

    • Нелинейная функция Vx моделирует насыщение выходного напряжения возбудителя.

    • Пропорциональный термин KE моделирует линейное соотношение между выходным напряжением возбудителя и током возбуждения.

    • Эффект размагничивания тока нагрузки на выходное напряжение возбудителя моделируется с помощью постоянной KD размагничивания в цикле обратной связи.

  • Интегратор с подсистемой переменных пределов интегрирует различие между EFE и VFE, чтобы сгенерировать выходное напряжение генератора VE. TE является временной константой для этого процесса.

  • Нелинейная функция FEX моделирует падение выходного напряжения возбудителя от регулирования выпрямителя. Эта функция зависит от постоянной KC, которая сама является функцией коммутации реактивного напряжения.

  • Параметры VEmin и VFEmax моделируют нижний и верхний пределы вращающегося возбудителя.

Порты

Вход

расширить все

Регулятор напряжения ссылки задать точку в относительных единицах представление в виде скаляра.

Типы данных: single | double

Вход от стабилизатора степени, в относительных единицах представления, задается как скаляр.

Типы данных: single | double

Терминальное напряжение, величина в относительных единицах представления, задается как скаляр.

Типы данных: single | double

Терминальная величина тока в представлении в относительных единицах, заданная как скаляр.

Типы данных: single | double

Вход от ограничителя сверхэксцитации, в представлении в относительных единицах, задается как скаляр.

Зависимости

  • Чтобы проигнорировать вход от ограничителя сверхразрушения, установите Alternate OEL input locations (V_OEL) равным Unused.

  • Чтобы использовать вход от ограничителя сверхразрушения в точке суммирования, установите Alternate OEL input locations (V_OEL) равным Summation point.

  • Чтобы использовать вход от ограничителя перенапряжения в точке захвата, установите Alternate OEL input locations (V_OEL) равным Take-over.

Типы данных: single | double

Вход от ограничителя недооценки в представлении в относительных единицах задан как скаляр.

Зависимости

  • Чтобы игнорировать вход от ограничителя недооценки, установите Alternate UEL input locations (V_UEL) равным Unused.

  • Чтобы использовать вход от ограничителя недооценки в точке суммирования, установите Alternate UEL input locations (V_UEL) равным Summation point.

  • Чтобы использовать вход от ограничителя недооценки в точке захвата, установите Alternate UEL input locations (V_UEL) равным Take-over.

Типы данных: single | double

Вход от ограничителя тока статора при использовании точки суммирования, в представлении в относительных единицах, заданном как скаляр.

Зависимости

  • Чтобы игнорировать вход от ограничителя тока статора, установите Alternate SCL input locations (V_SCL) равным Unused.

  • Чтобы использовать вход от ограничителя тока статора в точке суммирования, установите Alternate SCL input locations (V_SCL) равным Summation point.

Типы данных: single | double

Вход от ограничителя тока статора, чтобы предотвратить перенапряжение поля при использовании точки захвата в представлении в относительных единицах, заданном как скаляр.

Зависимости

  • Чтобы игнорировать вход от ограничителя тока статора, установите Alternate SCL input locations (V_SCL) равным Unused.

  • Чтобы использовать вход от ограничителя тока статора в точке захвата, установите Alternate SCL input locations (V_SCL) равным Take-over.

Типы данных: single | double

Вход от ограничителя тока статора, чтобы предотвратить недискажение поля при использовании точки захвата в представлении в относительных единицах, заданном как скаляр.

Зависимости

  • Чтобы игнорировать вход от ограничителя тока статора, установите Alternate SCL input locations (V_SCL) равным Unused.

  • Чтобы использовать вход от ограничителя тока статора в точке захвата, установите Alternate SCL input locations (V_SCL) равным Take-over.

Типы данных: single | double

Измеренный ток поля в относительных единицах синхронной машины, заданный как скаляр.

Типы данных: single | double

Выход

расширить все

Напряжение возбуждения в относительных единицах для применения к цепи возбуждения синхронной машины, возвращаемое в виде скаляра.

Типы данных: single | double

Параметры

расширить все

Общая информация

Начальное напряжение в относительных единицах для применения к цепи возбуждения синхронной машины.

Время между последовательными выполнениями блоков. Во время выполнения блок производит выходы и, при необходимости, обновляет свое внутреннее состояние. Для получения дополнительной информации смотрите Что такой Шаг расчета? и задайте шаг расчета.

Для унаследованной операции в дискретном времени задайте -1. Для операции в дискретном времени задайте положительное целое число. Для непрерывной операции задайте 0.

Если этот блок находится в маскированной подсистеме или другой альтернативной подсистеме, которая позволяет переключаться между непрерывной операцией и дискретной операцией, продвигайте параметр шага расчета. Продвижение параметра шага расчета обеспечивает правильное переключение между непрерывной и дискретной реализациями блока. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Увеличение параметра до маски».

Предварительное управление

Сопротивление, используемое в системе компенсации тока. Установите этот параметр и Reactance component of load compensation, X_C (pu) равными 0 для отключения компенсации тока.

Реактивное сопротивление, используемое в системе компенсации тока. Установите этот параметр и Resistive component of load compensation, R_C (pu) равными 0 для отключения компенсации тока.

Эквивалентная временная константа для фильтрации преобразователя напряжения.

Контроль

Коэффициент усиления, сопоставленный с регулятором напряжения.

Основная временная константа регулятора напряжения.

Эквивалентное время задержки константы в регуляторе напряжения. Установите этот параметр равным 0 когда дополнительная динамика задержки незначительна.

Эквивалентная временная константа в регуляторе напряжения. Установите этот параметр равным 0 когда дополнительная динамика свинца незначительна.

Коэффициент усиления блока обратной связи для стабилизации системы возбуждения.

Время блока обратной связи для стабилизации системы возбуждения.

Максимальный относительный выход напряжение регулятора.

Минимальное выходное напряжение регулятора в относительных единицах.

Максимальное напряжение возбуждения в относительных единицах для применения к возбудителю.

Минимальное напряжение возбуждения на модуль для применения к возбудителю.

Расположение входного сигнала ограничителя перенапряжения.

Расположение входного параметра ограничителя недооценки.

Расположение входного сигнала ограничителя тока статора:

  • Если вы выбираете Summation point, используйте V_SCLsum входной порт.

  • Если вы выбираете Take-over, используйте V_SCLoel и V_SCLuel входные порты.

Возбудитель

Пропорциональная константа для поля возбудителя.

Временная константа для поля возбудителя.

Загрузка выпрямителя, пропорциональный коммутирующему реактивному сопротивлению.

Коэффициент размагничивания, относящийся к реактивным сопротивлениям генератора возбуждения.

Выходное напряжение возбудителя для первого коэффициента насыщения.

Коэффициент насыщения для первого возбудителя.

Выходное напряжение возбудителя для второго коэффициента насыщения.

Коэффициент насыщения для второго возбудителя

Максимальный ток поля в относительных единицах предела ссылки.

Минимальный выходной ток возбуждения в относительных единицах.

Ссылки

[1] Рекомендуемая практика IEEE для системных моделей возбуждения для исследований устойчивости системы степеней. IEEE Std 421.5-2016. Piscataway, NJ: IEEE-SA, 2016.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

.
Введенный в R2017b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте