SM DC2C

Система DC2C возбуждения синхронной машины в дискретном времени или в непрерывном времени, включая автоматический регулятор напряжения и возбудитель

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

  • SM DC2C block

Описание

Блок SM DC2C моделирует синхронный тип машины DC2C системой возбуждения, которая соответствует IEEE 421.5-2016[1].

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

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 DC2C состоит из четырех основных компонентов:

  • Компенсатор тока изменяет измеренное контактное напряжение как функцию от контактного тока.

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

  • Компонент элементов управления возбуждением сравнивает выход преобразователя напряжения с конечным опорным напряжением для создания ошибки напряжения. Затем эта ошибка напряжения передается через регулятор напряжения для создания напряжения возбуждения возбуждения.

  • Вращающийся возбудитель постоянного тока моделирует вращающийся возбудитель постоянного тока и создает напряжение возбуждения, которое прикладывается к управляемой синхронной машине. Блок также подает напряжение возбуждения назад в систему возбуждения.

Эта схема показывает общую структуру системной модели DC2C 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 - напряжение возбуждающего поля.

  • EFD - напряжение возбуждения.

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. Для получения точных дискретных и непрерывных реализаций см. документацию по этому блоку.

Элементы управления возбуждением

Эта схема иллюстрирует общую структуру элементов управления возбуждением:

На схеме:

  • Подсистема Summation Point Logic моделирует входное местоположение точки суммирования для ограничителя сверхэксцитирования (OEL), ограничителя недискриминации (UEL) и ограничителя тока статора (SCL) напряжений. 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. Для получения точной информации о дискретных и непрерывных реализациях см. документацию по блокам 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 VRmin и VRmax, соответственно.

  • Подсистема Take-over Logic моделирует входное расположение точки 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 константой усиления и времени этой системы, соответственно. Смотрите документацию по блоку Filtered Derivative для точных дискретных и непрерывных реализаций.

  • VT*VRmax и VT*VRmin 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 может рисковать 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 как входной VOELscl сверхэксцитирования, так и входной VUELscl недооценки.

Вращающийся возбудитель постоянного тока

Эта схема иллюстрирует общую структуру вращающегося возбудителя коммутатора постоянного тока:

На схеме:

  • Ток возбуждающего VFE моделируется как суммирование двух сигналов:

    • Нелинейная функция Vx моделирует насыщение выходного напряжения возбудителя.

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

  • Подсистема Integrator интегрирует различие между EFE и VFE, чтобы сгенерировать Efd напряжения выходного поля. TE является временной константой для этого процесса.

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 переноса, 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

Выход

расширить все

Напряжение возбуждения в относительных единицах, подаваемое на цепь возбуждения синхронной машины, возвращаемое в виде скаляра.

Типы данных: single | double

Параметры

расширить все

Общая информация

Начальное напряжение в относительных единицах, подаваемое на цепь 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 и Reactance component of load compensation, X_C (pu) равными 0 для отключения компенсации тока.

Реактивное сопротивление, используемое в системе компенсации тока. Установите этот 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 значение 0 когда дополнительная динамика задержки незначительна.

Эквивалентная временная константа в регуляторе напряжения. Установите значение 0 когда дополнительная динамика свинца незначительна.

Коэффициент усиления блока обратной связи для стабилизации системы возбуждения.

Время блока обратной связи для стабилизации системы возбуждения.

Максимальное выходное напряжение контроллера в относительных единицах.

Минимальное выходное напряжение контроллера в относительных единицах.

Выберите входное расположение ограничителя перенапряжения.

Выберите входное расположение ограничителя недооценки.

Выберите входное положение ограничителя тока статора. Чтобы задать вход SCL:

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

  • Если вы выбираете Take-over, используйте V_OELscl и V_UELscl входные порты.

Возбудитель

Пропорциональная константа для поля возбудителя.

Временная константа для поля возбудителя.

Нижний предел напряжения возбуждения.

Выходное напряжение возбудителя для первого коэффициента насыщения.

Первый коэффициент насыщения возбудителя.

Выходное напряжение возбудителя для второго коэффициента насыщения.

Второй коэффициент насыщения возбудителя.

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 ®

.

См. также

Введенный в R2020a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте