Induction Machine Squirrel Cage

Асинхронная машина с короткозамкнутым ротором с параметризацией в системе относительных единиц или по системе СИ.

Тип: AcausalElectricPowerSystems.Electromechanical.Asynchronous.InductionMachineSquirrelCage

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Electrical/Electromechanical/Asynchronous/Induction Machine Squirrel Cage

Описание

Блок Induction Machine Squirrel Cage моделирует асинхронную машину с короткозамкнутым ротором, основные параметры которой выражены в относительных единицах (о.е.) или в Международной системе единиц (СИ). Асинхронная машина с короткозамкнутым ротором является разновидностью асинхронной машины. Все соединения статора и ротора доступны на блоке. Поэтому можно моделировать режимы плавного пуска, используя переключение между конфигурациями Y (соединение по типу «звезда») и Δ (соединение по типу «треугольник») или увеличивая сопротивление ротора.

Инициализация асинхронной машины с использованием целевых значений потока энергии

Если блок находится в сети, совместимой с режимом частотно-временной симуляции, то можно выполнить анализ потока энергии в сети. Анализ потока энергии вводит установившиеся значения, которые можно использовать для инициализации машины.

Уравнения асинхронной машины

Для реализации параметров в единицах измерения СИ блок преобразует введенные значения СИ в о.е. Преобразованные значения основаны на подключении обмоток машины треугольником.

Для реализации измерения в относительных единицах необходимо задать сопротивления и индуктивности в группе параметров *Impedances *, исходя из того, что обмотки машины подключены треугольником.

Уравнения асинхронной машины выражаются относительно синхронной системы отсчета, определяемой следующим образом

где — номинальная частота электрического тока.

Преобразование Парка — Горева переводит уравнения статора в систему отсчета, неподвижную относительно номинальной частоты электрического тока. Оно записывается следующим образом:

где — электрический угол.

Уравнения ротора сопоставляются с другой системой отсчета, определяемой разностью между электрическим углом и произведением угла поворота ротора и числа пар полюсов :

Преобразование Парка — Горева используется для определения уравнений асинхронной машины в относительных единицах. Уравнения для напряжения статора определяются следующим образом:

где

и — напряжения статора нулевой последовательности по осям и , определяемые по формуле:
и — напряжения статора на портах ~1 и ~2;
— базовая скорость в относительных единицах;
и — потокосцепления статора нулевой последовательности по осям и _ ;
— сопротивление статора;
и — токи статора по оси , и токи статора нулевой последовательности, определяемые как:

где и — токи статора, протекающие от порта ~1 к порту ~2.

Уравнения напряжения ротора определяются как:

где

и — напряжения ротора по оси и и напряжение ротора нулевой последовательности, определяемые через выражение:
и — напряжения ротора на портах ~1r' и ~2r';
— потокосцепления ротора по осям , и нулевой последовательности;
— синхронная скорость в относительных единицах. Для синхронной системы отсчета значение равно 1;
— механическая скорость вращения в относительных единицах;
— сопротивление ротора по отношению к статору;
— токи ротора по оси , и нулевой последовательности, определяемые через выражение:
— токи ротора, протекающие от порта ~1r' к порту ~2r'.

Уравнения потокосцепления статора определяются следующим образом:

где — самоиндукция статора, а — индуктивность намагничивания.

Уравнения потокосцепления ротора определяются следующим образом:

где — самоиндукция ротора относительно статора.

Крутящий момент ротора определяется как

Самоиндукция статора , индуктивность рассеяния статора и индуктивность намагничивания связаны между собой следующим образом

Самоиндукция ротора , индуктивность рассеяния ротора и индуктивность намагничивания связаны между собой следующим образом

При наличии кривой насыщения уравнения для определения насыщенной индуктивности намагничивания в зависимости от намагничивающего потока имеют вид:

Для отсутствия насыщения уравнение сводится к

Переменные

Используйте группу параметров Initial Targets, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных параметров блока перед моделированием. Для получения дополнительной информации см. Настройка физических блоков с помощью целевых значений.

Порты

Ненаправленные

# R — ротор машины
вращательная механика

Details

Механический порт, связанный с ротором машины.

Имя для программного использования

rod_flange

# C — корпус машины
вращательная механика

Details

Механический порт, связанный с корпусом машины.

Имя для программного использования

case_flange

# ~1 — начало вывода обмотки статора
электричество

Details

Расширяемый трехфазный порт, связанный с началом вывода обмотки статора.

Имя для программного использования

port1

# ~2 — конец вывода обмотки статора
электричество

Details

Расширяемый трехфазный порт, связанный с концом вывода обмотки статора.

Имя для программного использования

port2

Выход

# o — выходной порт вывода результатов измерений в относительных единицах
вектор

Details

Вектор выходного порта, связанный с измерениями в относительных единицах. Элементами вектора являются:

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

Основные

# Rated apparent power — номинальная полная мощность
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Details

Номинальная полная электрическая мощность.

Единицы измерения	`W` \| `uW` \| `mW` \| `kW` \| `MW` \| `GW` \| `V*A` \| `HP_DIN`
Значение по умолчанию	`15e3 V*A`
Имя для программного использования	`S_rated`
Вычисляемый	Да

# Rated voltage — действующее напряжение
V | uV | mV | kV | MV

Details

Среднеквадратичное линейное напряжение.

Единицы измерения	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
Значение по умолчанию	`220 V`
Имя для программного использования	`V_rated`
Вычисляемый	Да

# Rated electrical frequency — номинальная частота электрического тока
Hz | kHz | MHz | GHz

Details

Номинальная электрическая частота, соответствующая номинальной полной мощности.

Единицы измерения	`Hz` \| `kHz` \| `MHz` \| `GHz`
Значение по умолчанию	`50 Hz`
Имя для программного использования	`f_rated`
Вычисляемый	Да

# Number of pole pairs — пары полюсов машины

Details

Количество пар полюсов машины.

Значение по умолчанию	`1`
Имя для программного использования	`N_pole_pairs`
Вычисляемый	Да

# Parameterization unit — система единиц для параметризации блоков
Per unit | SI

Details

Система единиц измерения для параметризации блоков. Выберите один из вариантов: SI — международная система единиц и Per unit — система относительных единиц:

SI раскрывает параметры измерений в системе СИ в группах параметров Impedances и Saturation.
Per unit раскрывает параметры в относительных единицах в группах параметров Impedances и Saturation.

Значения	`Per unit` \| `SI`
Значение по умолчанию	`SI`
Имя для программного использования	`parameter_units`
Вычисляемый	Нет

# Squirrel cage — вариант настройки короткозамкнутого ротора
Single squirrel cage | Double squirrel cage

Details

Задает тип беличьей клетки: одинарная или двойная.

Установка этого параметра в значение Double squirrel cage открывает параметры Impedances для второй клетки.

Значения	`Single squirrel cage` \| `Double squirrel cage`
Значение по умолчанию	`Single squirrel cage`
Имя для программного использования	`squirrel_cage`
Вычисляемый	Нет

# Zero sequence — нулевая последовательность

Details

Модель с нулевой последовательностью:

Если этот флажок установлен, то используется приоритет точности модели.

Если этот флажок не установлен, то используется приоритет скорости моделирования для настольного моделирования или развертывания в реальном времени.

Значение по умолчанию	`true (включено)`
Имя для программного использования	`zero_sequence`
Вычисляемый	Нет

# Initialization option — метод инициализации
Set targets for flux variables

Details

Метод инициализации. Для инициализации машины при моделировании в установившемся режиме можно использовать либо данные о потоке, либо данные анализа потока нагрузки.

Если выбран параметр Set targets for flux variables, то для полного задания начального состояния необходимо включить ограничение инициализации в виде высокоприоритетного целевого значения. Например, если асинхронная машина подключена к блоку Inertia, то начальное состояние асинхронной машины будет полностью определено, если в разделе Initial Targets блока Inertia для параметра Priority for Rotational velocity будет установлено значение Высокий.

Зависимости

Тип переменных, отображаемых в разделе Initial Targets, зависит от метода инициализации, выбранного в разделе Main для параметра Initialization option.

Значения	`Set targets for flux variables`
Значение по умолчанию	`Set targets for flux variables`
Имя для программного использования	`initialization_option`
Вычисляемый	Нет

Сопротивления

# Stator resistance Rs — сопротивление статора
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

Сопротивление статора.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Parameterization unit установлено значение SI.

Единицы измерения	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
Значение по умолчанию	`0.25 Ohm`
Имя для программного использования	`R_s`
Вычисляемый	Да

# Stator leakage reactance Xls — реактивное сопротивление рассеяния статора
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

Реактивное сопротивление рассеяния статора.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Parameterization unit установлено значение SI.

Единицы измерения	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
Значение по умолчанию	`0.4 Ohm`
Имя для программного использования	`X_ls`
Вычисляемый	Да

# Referred rotor resistance Rr' — приведенное сопротивление ротора
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

Сопротивление ротора, приведенное к статору.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Parameterization unit установлено значение SI, а для параметра Squirrel cage установлено значение Single squirrel cage.

Единицы измерения	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
Значение по умолчанию	`0.14 Ohm`
Имя для программного использования	`R_r`
Вычисляемый	Да

# Referred rotor leakage reactance Xlr' — приведенное реактивное сопротивление рассеяния ротора
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

Приведенное реактивное сопротивление рассеяния ротора.

Зависимости

Единицы измерения	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
Значение по умолчанию	`0.41 Ohm`
Имя для программного использования	`X_lr`
Вычисляемый	Да

# Referred rotor resistance in cage 1 Rr1' — приведенное сопротивление первой беличьей клетки
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

Приведенное сопротивление первой беличьей клетки.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Parameterization unit установлено значение SI, а для параметра Squirrel cage установлено значение Double squirrel cage.

Единицы измерения	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
Значение по умолчанию	`0.28 Ohm`
Имя для программного использования	`R_r1`
Вычисляемый	Да

# Referred rotor leakage reactance in cage 1 Xlr1' — приведенное реактивное сопротивление первой беличьей клетки
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

Приведенное реактивное сопротивление первой беличьей клетки.

Зависимости

Единицы измерения	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
Значение по умолчанию	`0.82 Ohm`
Имя для программного использования	`X_lr1`
Вычисляемый	Да

# Referred rotor resistance in cage 2 Rr2' — приведенное сопротивление второй беличьей клетки
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

Приведенное сопротивление второй беличьей клетки.

Зависимости

Единицы измерения	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
Значение по умолчанию	`0.28 Ohm`
Имя для программного использования	`R_r2`
Вычисляемый	Да

# Referred rotor leakage reactance in cage 2 Xlr2' — приведенное реактивное сопротивление второй беличьей клетки
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

Приведенное реактивное сопротивление второй беличьей клетки.

Зависимости

Единицы измерения	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
Значение по умолчанию	`0.82 Ohm`
Имя для программного использования	`X_lr2`
Вычисляемый	Да

# Magnetizing reactance Xm — реактивное сопротивление намагничивания
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

Реактивное сопротивление намагничивания.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Parameterization unit установлено значение SI.

Единицы измерения	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
Значение по умолчанию	`17 Ohm`
Имя для программного использования	`X_m`
Вычисляемый	Да

# Stator zero-sequence reactance X0 — реактивное сопротивление нулевой последовательности статора
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

Реактивное сопротивление нулевой последовательности статора.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Parameterization unit установлено значение SI, и установлен флажок Zero sequence.

Единицы измерения	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
Значение по умолчанию	`0.4 Ohm`
Имя для программного использования	`X_0`
Вычисляемый	Да

# Stator resistance Rs, pu — сопротивление статора в относительных единицах

Details

Сопротивление статора в относительных единицах.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Parameterization unit в настройке Main установлено значение Per unit.

Значение по умолчанию	`0.0258`
Имя для программного использования	`R_s_pu`
Вычисляемый	Да

# Stator leakage inductance Lls, pu — индуктивность рассеяния статора в относительных единицах

Details

Индуктивность рассеяния статора в относительных единицах.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Parameterization unit в настройке Main установлено значение Per unit.

Значение по умолчанию	`0.0413`
Имя для программного использования	`L_ls_pu`
Вычисляемый	Да

# Referred rotor resistance Rr', pu — приведенное сопротивление ротора в относительных единицах

Details

Приведенное сопротивление ротора в относительных единицах.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Parameterization unit установлено значение Относительные единицы, а для параметра Zero sequence установлено значение Single squirrel cage.

Значение по умолчанию	`0.0145`
Имя для программного использования	`R_r_pu`
Вычисляемый	Да

# Referred rotor leakage inductance Llr', pu — приведенная индуктивность рассеяния ротора в относительных единицах

Details

Приведенная индуктивность рассеяния ротора в относительных единицах.

Зависимости

Значение по умолчанию	`0.0424`
Имя для программного использования	`L_lr_pu`
Вычисляемый	Да

# Referred rotor resistance in cage 1 Rr1', pu — приведенное сопротивление первой беличьей клетки, о.е.

Details

Приведенное сопротивление первой беличьей клетки в относительных единицах.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Parameterization unit установлено значение Double squirrel cage.

Значение по умолчанию	`0.029`
Имя для программного использования	`R_r1_pu`
Вычисляемый	Да

# Referred rotor leakage reactance in cage 1 Llr1', pu — приведенная индуктивность рассеяния первой беличьей клетки, о.е.

Details

Приведенная индуктивность рассеяния первой беличьей клетки, о.е.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Parameterization unit установлено значение Double squirrel cage.

Значение по умолчанию	`0.0848`
Имя для программного использования	`L_lr1_pu`
Вычисляемый	Да

# Referred rotor resistance in cage 2 Rr2', pu — приведенное сопротивление второй беличьей клетки, о.е.

Details

Приведенное сопротивление первой беличьей клетки в относительных единицах.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Parameterization unit установлено значение Double squirrel cage.

Значение по умолчанию	`0.029`
Имя для программного использования	`R_r2_pu`
Вычисляемый	Да

# Referred rotor leakage reactance in cage 2 Llr2', pu — приведенная индуктивность рассеяния второй беличьей клетки, о.е.

Details

Приведенная индуктивность рассеяния второй беличьей клетки, о.е.

Зависимости

Значение по умолчанию	`0.0848`
Имя для программного использования	`L_lr2_pu`
Вычисляемый	Да

# Magnetizing inductance Lm, pu — индуктивность намагничивания в относительных единицах

Details

Индуктивность намагничивания в относительных единицах, т.е. пиковое значение взаимной индуктивности статора и ротора.

Зависимости

Значение по умолчанию	`1.7562`
Имя для программного использования	`L_m_pu`
Вычисляемый	Да

# Stator zero-sequence inductance L0, pu — относительная индуктивность нулевой последовательности статора в относительных единицах

Details

Индуктивность нулевой последовательности статора в относительных единицах.

Зависимости

Этот параметр используется, если установлен флажок Parameterization unit.

Значение по умолчанию	`0.0413`
Имя для программного использования	`L_0_pu`
Вычисляемый	Да

Induction Machine Squirrel Cage

Описание

Инициализация асинхронной машины с использованием целевых значений потока энергии

Уравнения асинхронной машины

Переменные

Порты

Ненаправленные

Выход

Параметры

Основные

Сопротивления

Примеры