Exponenta Banner

Трехфазная пользовательская упрощенная синхронная машина

Открыть скрипт

В этом примере показано, как упростить пользовательскую Simscape™ синхронную модель машины.

Подробные уравнения машины

Подробные уравнения напряжения статора в относительных единицах включают в себя эффект скорости изменения магнитного потокосцепления и эффект изменения скорости:

$e_d=\frac{1}{\omega_{base}}\frac{\mathrm{d}\Psi_d}{\mathrm{d}t}-\Psi_q\omega_r-R_a i_d$

$e_q=\frac{1}{\omega_{base}}\frac{\mathrm{d}\Psi_q}{\mathrm{d}t}+\Psi_d\omega_r-R_a i_q$

Упрощенные уравнения машины

Крупномасштабными исследованиями являются симуляции, которые включают более 10 генераторов или двигателей. Чтобы уменьшить вычислительные требования крупномасштабных исследований, необходимы упрощения. Упрощения для крупномасштабных исследований включают пренебрежение следующими:

  • Условия напряжения трансформатора$\frac{\mathrm{d}\Psi_d}{\mathrm{d}t}$, и $\frac{\mathrm{d}\Psi_q}{\mathrm{d}t}$

  • Эффект изменения скорости.$\omega_r$ устанавливается равным 1.

Эти упрощения приводят к следующим уравнениям напряжения статора в относительных единицах:

$$e_d=-\Psi_q-R_a i_d$$

$$e_q=\Psi_d-R_a i_q$$

Сравнение компонентов Simscape

Можно использовать Инструмент сравнения, чтобы увидеть различия между подробными и упрощенными компонентами Simscape. Введите visdiff ('ThreePhaseExamples.sm', 'ThreePhaseExamples.sm_simplified') в командной строке MATLAB ®, чтобы открыть Инструмент, чтобы увидеть подробные различия в линиях 176 и 177 файлов. Подробный компонент Synchronous Machine находится на левой оси, а упрощенный компонент Synchronous Machine - на правой стороне.

Откройте модель

Откройте модель.

open_system( 'ee_custom_sm_simplified' );

Определение начальных условий

Задайте значения начальных условий.

pu_psid0 = 0.7850;
pu_psiq0 = -0.6216;
pu_psifd0 = 0.9553;
pu_psi1d0 = 0.8269;
pu_psi1q0 = -0.5686;
pu_psi2q0 = -0.5686;
Efd0 = 1.2803;
torque0 = 0.4610;

Определение вариантов

Пример модели, ee_custom_sm_simplified, был сконфигурирован с использованием вариантов Simulink ®. Чтобы выполнить детальную модель, установите значение переменной isSimplified равным false. Чтобы выполнить упрощенную модель, установите значение переменной isSimplified равным true.

Выполнение симуляций и сбор результатов

Моделируйте детальную модель.

isSimplified = false; %#ok<NASGU>
sim( 'ee_custom_sm_simplified' );
t1 = simlog_ee_custom_sm_simplified.Synchronous_Machine_Variant.Synchronous_Machine.Synchronous_Machine.pu_voltage.series.time;
v1 = simlog_ee_custom_sm_simplified.Synchronous_Machine_Variant.Synchronous_Machine.Synchronous_Machine.pu_voltage.series.values;
w1 = simlog_ee_custom_sm_simplified.Synchronous_Machine_Variant.Synchronous_Machine.Synchronous_Machine.pu_velocity.series.values;

Симулируйте упрощенную модель.

isSimplified = true;
sim( 'ee_custom_sm_simplified' );
t2 = simlog_ee_custom_sm_simplified.Synchronous_Machine_Variant.Synchronous_Machine_simplified.Synchronous_Machine_simplified.pu_voltage.series.time;
v2 = simlog_ee_custom_sm_simplified.Synchronous_Machine_Variant.Synchronous_Machine_simplified.Synchronous_Machine_simplified.pu_voltage.series.values;
w2 = simlog_ee_custom_sm_simplified.Synchronous_Machine_Variant.Synchronous_Machine_simplified.Synchronous_Machine_simplified.pu_velocity.series.values;

Графическое изображение результатов

Трассировки напряжения и скорости ротора могут быть наложены, чтобы непосредственно сравнить различия.

figure;
subplot(2,1,1);
plot( t1, v1, t2, v2 );
ylim( [ 0.95 1.05 ] );
legend( 'Detailed', 'Simplified' );
title( 'Terminal voltage, pu' );
subplot(2,1,2);
plot( t1, w1, t2, w2 );
ylim( [ 0.95 1.05 ] );
title( 'Rotor velocity, pu' );

Заключение

Этот пример показывает:

  • Как упростить пользовательскую модель синхронной машины

  • Сравнение исходного кода компонента Simscape

  • Сравнение выходов симуляции модели

Simscape Electrical документация

Поддержка