Induction Machine (Single-Phase)

Однофазная асинхронная машина с параметризацией в единицах СИ или относительных

Библиотека:
Simscape / Электрический / Электромеханический / Асинхронный

Описание

Блок Induction Machine (Single-Phase) представляет однофазную асинхронную машину ротором клетки для белок основными параметрами, описанными в относительных единицах или в Международной системе единиц (СИ).

Этот блок модели четыре типа однофазных асинхронных машин:

Split-phase
Capacitor-start
Capacitor-start-capacitor-run
Main and auxiliary windings

Одна асинхронная машина фазы состоит из ротора клетки для белок и двух обмоток статора, основного и вспомогательных обмоток. Вспомогательная обмотка обычно только активна во время запуска. Однако, чтобы улучшать производительность, вспомогательная обмотка может быть активной во время выполнения для приложений малой мощности. Рисунок показывает эквивалентный d - и q - схемы оси для основных и вспомогательных обмоток.

Таблица задает переменные.

Переменная	Определение
_vqs _vds	Напряжения статора в d-q представление
_iqs _ids	Токи статора в d-q представление
_Ψqr _Ψdr	Ротор течет в d-q представление
⍵	Ротор электрическая скорость
a	Вспомогательные/основные обмотки поворачивают отношение
_Ras	Основное извилистое сопротивление статора
_Las	Основная извилистая индуктивность утечки статора
_R'ar	Основное извилистое сопротивление ротора
_L'lar	Основная извилистая индуктивность утечки ротора
_Lmas	Основная извилистая взаимная индуктивность
_Rbs	Вспомогательное извилистое сопротивление статора
_Rlbs	Вспомогательная извилистая индуктивность утечки статора
_R'br	Вспомогательное извилистое сопротивление ротора
_L'lbr	Вспомогательная извилистая индуктивность утечки ротора
_Lmbs	Вспомогательная извилистая взаимная индуктивность

Уравнения

Модель SI преобразует значения SI, к которым вы входите в диалоговое окно на стоимости единицы для симуляции. Для получения информации об отношении между SI и параметрами машины на модуль, смотрите Преобразование На модуль для Параметров Машины. Для получения информации о параметризации на модуль смотрите систему в относительных единицах Модулей.

Эти преобразования уменьшают сопротивление ротора, индуктивность утечки ротора и статор взаимная индуктивность к одному множеству значений путем определения эквивалентных схем относительно основной обмотки:

$L_{m s} = L_{m a s} = \frac{1}{a^{2}} L_{m b s}$

$R_{a r}^{'} = \frac{1}{a^{2}} R_{b r}^{'}$

$L_{l a r}^{'} = \frac{1}{a^{2}} L_{l b r}^{'}$

Уравнения напряжения для статора и ротора:

$v_{q s} = R_{a s} i_{q s} + \frac{d ψ_{q s}}{d t}$

$v_{d s} = R_{b s} i_{d s} + \frac{d ψ_{d s}}{d t}$

$0 = R_{a r}^{'} i_{q r}^{'} + \frac{d ψ_{q r}^{'}}{d t} - \frac{1}{a} ω_{r} ψ_{d r}^{'}$

$0 = a^{2} R_{a r}^{'} i_{d r}^{'} + \frac{d ψ_{d r}^{'}}{d t} + a ω_{r} ψ_{q r}^{'}$

$ψ_{q s} = (L_{l a s} + L_{m s}) i_{q s} + L_{m s} i_{q r}^{'}$

$ψ_{d s} = (L_{l b s} + a^{2} L_{m s}) i_{d s} + a^{2} L_{m s} i_{d r}^{'}$

$ψ_{q r}^{'} = (L_{l a r}^{'} + L_{m s}) i_{q r}^{'} + L_{m s} i_{q s}$

$ψ_{d r}^{'} = a^{2} (L_{l a r}^{'} + L_{m s}) i_{d r}^{'} + a^{2} L_{m s} i_{d s}$

Выражение для электромагнитного крутящего момента, T, получено путем применения принципа виртуального перемещения [1].

$T = p (a ψ_{q r}^{'} i_{d r}^{'} - \frac{1}{a} ψ_{d r}^{'} i_{q r}^{'})$

Механическое уравнение

$J \frac{d ω_{m}}{d t} = T - T_{L} - B_{m} ω_{m},$

где _ωm является скоростью вращения ротора.

В машинах расщепленной фазы вспомогательная обмотка перемещена в 90 электрических градусах основной обмотки и действует только, пока скорость не достигает скорости разъединения, которая обычно является 70 - 80 процентами расчетной скорости. В этой настройке вспомогательная обмотка имеет высокое сопротивление и маленькое реактивное сопротивление по сравнению с основной обмоткой. Получившаяся разность фаз заставляет машину вести себя как двухфазная машина.

Машина запуска конденсатор является типом машины расщепленной фазы, которая использует конденсатор последовательно со вспомогательной обмоткой, чтобы запустить машину. В этой настройке вспомогательные и основные обмотки имеют то же количество поворотов. Значение конденсатора гарантирует, что ток во вспомогательной обмотке приводит ток в основной обмотке приблизительно 80 электрическими градусами.

Напряжение запуска конденсатор:

$v_{c} = R_{s} i_{d s} + \int^{} \frac{1}{C_{s}} ω_{r} i_{d s} .$

Когда конденсатор соединяется последовательно со вспомогательной обмоткой, уравнением напряжения для d - ось

$v_{d s} = R_{b s} i_{d s} + \frac{d ψ_{d s}}{d t} - R_{s} i_{d s} - \int^{} \frac{1}{C_{s}} ω_{r} i_{d s} .$

Расширение сразу получено для конденсаторного конденсатора запуска управляемые машины. В этой настройке два конденсатора соединяются параллельно.

d - напряжение оси после разъединения запуска конденсатор

$v_{d s} = R_{b s} i_{d s} + \frac{d ψ_{d s}}{d t} - R_{r} i_{d s} - \int^{} \frac{1}{C_{r}} ω_{r} i_{d s} .$

Параметр отображения

Отобразить значения машины в относительных единицах в MATLAB^® Командное окно, щелкните правой кнопкой по блоку и, в меню Electrical, выберите Display Base Values.

Тепловой порт

Блок имеет три дополнительных тепловых порта, скрытые по умолчанию. Чтобы осушить тепловые порты, щелкните правой кнопкой по блоку по своей модели, и затем из контекстного меню выбирают Simscape> Block choices> Show thermal port. Это действие отображает тепловые порты HA, HB и HR на значке блока, и отсоединяет параметры Thermal.

Используйте тепловой порт, чтобы симулировать эффекты выработанного тепла и моторной температуры. Для получения дополнительной информации об использовании тепловых портов и на параметрах Thermal, смотрите Термальные эффекты Симуляции во Вращательных и Поступательных Приводах.

Переменные

Используйте настройки Variables, чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.

Порты

Вывод

развернуть все

`pu` — Машина измерения на модуль
физический сигнал | вектор

Порт вектора физического сигнала сопоставил с машиной измерения на модуль. Векторные элементы:

pu_torque
pu_velocity
pu_vds
pu_vqs
pu_v0s = 0
pu_ids
pu_iqs
pu_i0s = 0

Сохранение

развернуть все

`a1` — Основной извилистый положительный терминал
электрический | скаляр

Электрический порт сохранения сопоставлен с основным извилистым положительным терминалом.

`a2` — Основной извилистый отрицательный терминал
электрический | скаляр

Электрический порт сохранения сопоставлен с основным извилистым отрицательным терминалом.

`b1` — Вспомогательный извилистый положительный терминал
электрический | скаляр

Электрический порт сохранения сопоставлен со вспомогательным извилистым положительным терминалом.

Зависимости

Этот порт отображается, только если вы устанавливаете Block choice на Main and auxiliary windings.

`b2` — Вспомогательный извилистый отрицательный терминал
электрический | скаляр

Электрический порт сохранения сопоставлен со вспомогательным извилистым отрицательным терминалом.

Зависимости

Этот порт отображается, только если вы устанавливаете Block choice на Main and auxiliary windings.

`R` — Ротор машины
вращательное механическое устройство

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен с ротором машины.

`C` — Случай машины
вращательное механическое устройство

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен со случаем машины.

`HA` — Основной извилистый тепловой порт
тепловой

Тепловой порт сохранения сопоставил со статором основную обмотку.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите этот вариант модели на Show thermal port.

`HB` — Вспомогательный извилистый тепловой порт
тепловой

Тепловой порт сохранения сопоставил со статором вспомогательную обмотку.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите этот вариант модели на Show thermal port.

`HR` — Ротор тепловой порт
тепловой

Тепловой порт сохранения сопоставлен с ротором.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите этот вариант модели на Show thermal port.

Параметры

развернуть все

Основной

`Type` — Тип асинхронной машины
`Split-phase` (значение по умолчанию) | `Capacitor-start` | `Capacitor-start-capacitor-run` | `Main and auxiliary windings`

Тип асинхронной машины.

`Rated apparent power` — Расчетная полная мощность
180 `V*A` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Расчетная полная мощность асинхронной машины.

`Rated voltage` — Номинальное напряжение
220 `V` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Напряжение RMS.

`Rated electrical frequency` — Расчетная электрическая частота
60 `Hz` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Номинальная электрическая частота, соответствующая расчетной полной мощности.

`Number of pole pairs` Количество пар полюсов
2 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Количество машины подпирает пары шестами. Значение используется в качестве постоянной противоэлектродвижущей силы.

`Parameterization unit` — SI или опция параметризации на модуль
`SI` (значение по умолчанию) | `Per unit`

Модульная система для параметризации блока.

Зависимости

Выбор:

SI отсоединяет SI параметры Electrical.
Per unit отсоединяет параметры Electrical на модуль.

Электрический

Для параметра Parameterization unit в настройках Main выберите SI отсоединять SI параметры Electrical или Per unit отсоединять параметры Electrical на модуль.