简化同步发电机的速度控制¶
本例演示了三相四线简化同步交流发电机在网络中切换负载时的行为：
存在速度控制器
恒定扭矩 - 无速度控制器
模型总览¶
该模型基于库块 简化同步电机。一台功率为 2000 kVA（功率因数为 0.8 时为 1600 kW）、电压为 600 V、转速为 1500 rpm 的简化同步发电机与一个功率为 1600 kW、转速为 400 kvar 的有功电感负载相连。发电机定子绕组的中性点接地。发电机的内阻（Zg = 0.0036 + j0.16 o.u.）为电枢绕组电阻 Ra 和瞬态电抗 X'd。发电机的惯性常数为 H = 0.6 s，相当于 J = 67.5 kg*m^2。
该模型包括恒定扭矩 Tmeh 和 PI 速度控制之间的切换。速度控制是通过实现 PI 控制器的数学方向块来建模的。同步电机的磁场绕组电压恒定。
三相断路器用于跳闸 800 kW 有功负载。断路器初始闭合，在 t = 1 秒时断开，从而导致 50%的有功负载脱落。
使用软件控制实现模型运行：¶
加载导入电流时间相关性所需的库：
using DataFrames
gr()
运行无速度控制的模型¶
确保手动开关处于可接收恒定 - 特梅装置信号的位置。模型默认已处于该位置。
加载模型：
model_name = "ssm_speed_regulation"
model_name in [m.name for m in engee.get_all_models()] ? engee.open(model_name) : engee.load( "$(@__DIR__)/$(model_name).engee");
运行已加载的模型
results = engee.run(model_name)
建模结果¶
导入模拟结果
simulation_time = results["Ia, А"].time;
ia = results["Ia, А"].value;
ib = results["Ia, А"].value;
ic = results["Ia, А"].value;
f = results["f, о.е."].value;
Pel = results["Pэл, о.е."].value;
Tel = results["Tэл, о.е."].value;
Tmec = results["Тмех, о.е."].value;
绘制结果：
plot(simulation_time ,ia, legend=true, label="ia")
plot!(simulation_time ,ib, legend=true, label="ib")
plot!(simulation_time ,ic, legend=true, label="ic")
plot!(title = "Мгновенное значение тока статора", ylabel = "Ток, А", xlabel="Время, c")
plot(simulation_time ,f, legend=true, label="f")
plot!(title = "Частота вращения", ylabel = "Частота, о.е.", xlabel="Время, c")
plot(simulation_time ,Pel, legend=true, label="Pel")
plot!(title = "Активная электрическая мощность", ylabel = "Мощность, о.е.", xlabel="Время, c")
plot(simulation_time ,Tel, legend=true, label="Электрический момент")
plot!(simulation_time ,Tmec, legend=true, label="Механический момент")
plot!(title = "Моменты машины", ylabel = "Момент, о.е.", xlabel="Время, c")
注意当开关打开时，电力从 0.8 o.u. 下降到 0.4 o.u. 机器开始加速。由于现在的机电净扭矩等于
$$T_{mec} - T_{el}=0.8 - 0.4 = 0.4 о.е.$$
速度的增加等于
$${\frac{1}{2H}} * (T_{mec} - T_{el}) = 0.833*0.4 = 0.33{\frac{о.е.}{с}}$$
实际上，在 t = 2 s 时测得的速度略高于理论值（1.374 o.u.，而预期值为 1.33 o.u.），因为随着速度的增加，电力转矩也随之减小，导致机电转矩高于 0.4 o.u.。
运行速度控制模型¶
现在双击手动开关块，使速度控制器开始运行。
启动模型：
results = engee.run(model_name)
建模结果¶
导入模拟结果
simulation_time = results["Ia, А"].time;
ia = results["Ia, А"].value;
ib = results["Ia, А"].value;
ic = results["Ia, А"].value;
f = results["f, о.е."].value;
Pel = results["Pэл, о.е."].value;
Tel = results["Tэл, о.е."].value;
Tmec = results["Тмех, о.е."].value;
绘制结果：
plot(simulation_time ,ia, legend=true, label="ia")
plot!(simulation_time ,ib, legend=true, label="ib")
plot!(simulation_time ,ic, legend=true, label="ic")
plot!(title = "Мгновенное значение тока статора", ylabel = "Ток, А", xlabel="Время, c")
plot(simulation_time ,f, legend=true, label="f")
plot!(title = "Частота вращения", ylabel = "Частота, о.е.", xlabel="Время, c")
plot(simulation_time ,Pel, legend=true, label="Pel")
plot!(title = "Активная электрическая мощность", ylabel = "Мощность, о.е.", xlabel="Время, c")
plot(simulation_time ,Tel, legend=true, label="Электрический момент")
plot!(simulation_time ,Tmec, legend=true, label="Механический момент")
plot!(title = "Моменты машины", ylabel = "Момент, о.е.", xlabel="Время, c")
请注意，控制器将机械扭矩降至 0.4 o.u.，以将速度保持在参考值（1 o.u.）。
结论¶
本示例展示了简化同步电机在有转速控制和无转速控制的扰动条件下的运行情况。使用了对模型进行指令控制的工具，并将模拟结果导入脚本，使用 Plots 库中的图形进行可视化。