Описание блока Synchronous Machine

Книга И.В.Черных «SimPowerSystems: Моделирование электротехнических устройств и систем в Simulink»

matlab.exponenta.ru/simulink

Synchronous Machine

Синхронная машина

Пиктограмма:

Назначение:

Является моделью классической синхронной машины с демпферной обмоткой. Модель выполнена в трех вариантах Synchronous Machine SI Fundamental (параметры машины задаются в системе единиц Си), Synchronous Machine pu Fundamental (параметры машины задаются в системе относительных единиц) и Synchronous Machine pu Standard (используются параметры схемы замещения машины в относительных единицах). В зависимости от варианта, входные и выходные переменные машины также измеряются в системе единиц Си или в относительных единицах.

Для удобства извлечения переменных машины из выходного вектора измеряемых переменных в библиотеке SimPowerSystems предусмотрен блок Machines Measurement Demux.

Сигнал равный механической мощности на валу машины подается на входной порт Pm, а на входной порт Vf сигнал, задающий напряжение обмотки возбуждения.

Схема замещения синхронной машины в системе координат связанной с ротором (q-d оси), использованная при создании модели показана на рис. 1.74.

Рис. 1.74

Все параметры ротора и его переменные приведены к статору. Индексы переменных и параметров обозначают следующее:

• d, q: проекции переменных на оси d и q,
• R, s: параметры ротора и статора,
• l, m: индуктивности рассеяния и цепи намагничивания,
• f, k: переменные цепи возбуждения и демпферной обмотки.

Приведенная на рис. 1.74 схема замещения описывается системой дифференциальных уравнений 6-го порядка:

,

,

,

,

,

,

где

,

,

,

,

,

.

Модель механической части машины выполнена точно так же как и в блоке Simplified Synchronous Machine.

Окно задания параметров:

Параметры блока:

Rotor type:

[Тип ротора]. Выбирается из списка:

·   Salient-pole - явнополюсный ротор,

·   Round - неявнополюсный ротор.

Nom. power, volt., freq. and field cur. [ Pn(VA) Vn(Vrms) fn(Hz) ifn(A) ]:

[Номинальные полная мощность Pn (ВА), действующее линейное напряжение Vn (В), частота fn (Гц), ток возбуждения ifn (А)].

Stator [ Rs(ohm) Ll,Lmd,Lmq(H) ]:

[Параметры статора: активное сопротивление Rs (Ом), индуктивность рассеяния Ll (Гн), индуктивность по продольной оси Lmd (Гн), индуктивность по поперечной оси Lmq (Гн)].

|Field [ Rf'(ohm) Llfd'(H) ]:

[Приведенные параметры обмотки возбуждения ротора: сопротивление Rf'(Ом) и индуктивность Llfd'(Гн) ].

Dampers [ Rkd',Llkd' Rkq1',Llkq1' Rkq2',Llkq2' " ] (R=ohm,L=H):

[Приведенные параметры демпферной обмотки: сопротивление (Ом) и индуктивность (Гн) по продольной м поперечной осям ].

Inertia, friction factor and pole pairs [ J(kg.m^2) F(N.m.s) p() ]:

[Момент инерции J (кг*м^2), коэффициент трения F (Н*м*с) и число пар полюсов p].

Init. cond. [ dw(%) th(deg) ia,ib,ic(A) pha,phb,phc(deg) Vf(V) ]:

[Начальные условия]. Параметр задается в виде вектора каждый элемент которого имеет следующие значения:

·   dw(%) - отклонение скорости (в %),

·   th(deg) - угловое положение ротора (град.),

·   ia, ib, ic - начальные значения токов статора (А),

·   phA, phB, phC - начальные фазы токов статора (град.),

·   Vf - напряжение обмотки возбуждения (В).

Simulate saturation

[Моделировать насыщение]. При установленном флажке появляется дополнительное поле Saturation parameters.

Saturation parameters [ ifd1,ifd2,... (A) ; vt1,vt2,... (VLL rms) ]:

[Характеристика насыщения]. Параметр задается в виде матрицы задающей характеристику холостого хода. Первая строка матрицы содержит значения тока возбуждения (А), а вторая значения выходного напряжения (В).

Display Vfd which produces nominal Vt

[Отобразить значение напряжения обмотки возбуждения Vfd(В) при котором выходное напряжение Vt(В) будет номинальным].

Для варианта модели синхронной машины Synchronous Machine pu Standard вместо параметров статорной, роторной и обмотки возбуждения задаются реактивные сопротивления машины и постоянные времени по продольной и поперечной осям: