Simplified Synchronous Machine

Упрощенная синхронная машина с ЭДС.

Тип: AcausalElectricPowerSystems.Electromechanical.Synchronous.SimplifiedMachine

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Electrical/Electromechanical/Synchronous/Simplified Synchronous Machine

Описание

Блок Simplified Synchronous Machine моделирует упрощенную синхронную машину с источником напряжения, который представляет электродвижущую силу (ЭДС). Вы можете указать внутреннее активное сопротивление и индуктивность с параметрами в относительных единицах или в единицах СИ.

Эквивалентные схемы упрощенной синхронной машины для продольной оси, поперечной оси и нулевой последовательности:

simplified synchronous machine 1 1

simplified synchronous machine 2 1

simplified synchronous machine 3 1

Потокосцепления

Упрощенные уравнения синхронной машины записываются относительно вращающейся системы отсчета, которая определяется следующим образом:

где

— электрический угол;
— количество пар полюсов;
— угол ротора (механический угол).

Преобразование Парка — Горева отображает уравнения синхронной машины во вращающуюся систему отсчета относительно электрического угла. Оно записывается следующим образом:

Преобразование Парка — Горева записывается в относительных единицах. Уравнения напряжений выглядят следующим образом:

где

, , и — напряжения по осям , и нулевой последовательности, определяемые как:

;
, , и — внутренние источники напряжения в относительных единицах, определяемые как:

,

,

;
— амплитуда ЭДС в о.е.;
, , и определяются следующим образом:

;
, , и — напряжения статора, измеренные от порта ~ до нейтрали n;
— базовая частота в радианах;
, , и — потокосцепления осей , и нулевой последовательности;
— скорость вращения ротора в о.е.;
— активное сопротивление статора;
, , и — токи обмотки статора по оси , и токи статора нулевой последовательности, определяемые как:

;
, , и — токи статора, вытекающие из порта ~.

Потокосцепления статора равны:

где — индуктивность рассеяния статора.

Уравнение мощности упрощенной синхронной машины в о.е. выглядит следующим образом:

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 вращательный порт, соответствует ротору машины.

Имя для программного использования

rod_flange

# C — корпус машины
вращательная механика

Details

Механический вращательный порт, соответствует корпусу машины.

Имя для программного использования

case_flange

# ~ — обмотка статора
электричество

Details

Трехфазный электрический порт, соответствует обмоткам статора.

Имя для программного использования

port

# n — нейтраль
электричество

Details

Электрический порт, соответствует нейтральной точке обмотки статора.

Имя для программного использования

n

Выход

# o — текущие значения переменных, о.е.
вектор

Details

Порт вывода, выводящий текущие значения переменных машины в о.е.; вектор из нескольких элементов. Элементы вектора:

ЭДС фазы а,
ЭДС фазы b,
ЭДС фазы c,
Электромагнитный момент,
Частота вращения ротора,
Напряжение статора по оси ,
Напряжение статора по оси ,
Напряжение нулевой последовательности статора,
Ток по оси d статора,
Ток по оси q статора,
Ток нулевой последовательности статора
Электрический угол ротора,

Чтобы подключиться к этому порту, используйте блок Simplified Synchronous Machine Measurement.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Вход

# E_si — амплитуда внутреннего генерируемого напряжения (фаза-нейтраль)
вектор

Details

Входной порт сигнала, связанный с амплитудой внутреннего сгенерированного напряжения (фаза-нейтраль); вектор из трех элементов.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Parameterization unit значение SI.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# E_pu — амплитуда внутреннего генерируемого напряжения в относительных единицах напряжения
вектор

Details

Порт, связанный с амплитудой в относительных единицах внутреннего сгенерированного напряжения в виде вектора.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Parameterization unit значение Per unit.

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 мощность.

Единицы измерения	`W` \| `uW` \| `mW` \| `kW` \| `MW` \| `GW` \| `V*A` \| `HP_DIN`
Значение по умолчанию	`555e6 V*A`
Имя для программного использования	`S_rated`
Вычисляемый	Да

# Rated voltage — среднеквадратичное линейное напряжение
V | uV | mV | kV | MV

Details

Номинальное среднеквадратичное линейное напряжение.

Единицы измерения	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
Значение по умолчанию	`24e3 V`
Имя для программного использования	`V_rated`
Вычисляемый	Да

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

Details

Номинальная электрическая частота, при которой указывается номинальная полная мощность.

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

# Number of pole pairs — число пар полюсов

Details

Число пар полюсов машины.

Значение по умолчанию	`2`
Имя для программного использования	`N_pole_pairs`
Вычисляемый	Да

# Parameterization unit — единицы измерения параметров блока
Per unit | SI

Details

Единицы измерения параметров блока:

SI;
Per unit.

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

# Internal resistance, pu — внутреннее активное сопротивление

Details

Внутреннее сопротивление.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization unit значение Per unit.

Значение по умолчанию	`0.05`
Имя для программного использования	`R_pu`
Вычисляемый	Да

# Internal inductance, pu — внутренняя индуктивность

Details

Внутренняя индуктивность.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization unit значение Per unit.

Значение по умолчанию	`0.3`
Имя для программного использования	`L_pu`
Вычисляемый	Да

# Internal resistance — внутреннее активное сопротивление
Ohm | mOhm | kOhm | MOhm | GOhm

Details

Внутреннее активное сопротивление.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization unit значение SI.

Единицы измерения	`Ohm` \| `mOhm` \| `kOhm` \| `MOhm` \| `GOhm`
Значение по умолчанию	`0.0519 Ohm`
Имя для программного использования	`R_si`
Вычисляемый	Да

# Internal inductance — внутренняя индуктивность
H | nH | uH | mH

Details

Внутренняя индуктивность.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Parameterization unit значение SI.

Единицы измерения	`H` \| `nH` \| `uH` \| `mH`
Значение по умолчанию	`0.00082589 H`
Имя для программного использования	`L_si`
Вычисляемый	Да

Начальные условия

# Initialization option — выбор инициализации
Set targets for rotor angle and Park’s transform variables | Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase

Details

Способ задания значений параметров и переменных в начале моделирования:

Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase — номинальные параметры задаются независимо от подключенной сети.
Set targets for rotor angle and Park’s transform variables — приоритет и начальные целевые значения для переменных блока задаются перед симуляцией с помощью настроек Initial Targets.

Зависимости

Если вы установите для этого параметра значение:

Set targets for rotor angle and Park’s transform variables — становится видимым раздел настроек параметров Initial Targets.
Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase — становится видимым раздел настроек параметров Initial Conditions.

Значения	`Set targets for rotor angle and Park’s transform variables` \| `Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase`
Значение по умолчанию	`Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase`
Имя для программного использования	`initialization_option`
Вычисляемый	Нет

# Terminal voltage magnitude — начальная амплитуда напряжения на клеммах
V | uV | mV | kV | MV

Details

Начальная амплитуда напряжения на клеммах.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Initialization option значение Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase.

Единицы измерения	`V` \| `uV` \| `mV` \| `kV` \| `MV`
Значение по умолчанию	`24e3 V`
Имя для программного использования	`V_mag_start`
Вычисляемый	Да

# Terminal voltage angle — начальная фаза напряжения на клеммах
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

Начальная фаза напряжения на клеммах.

Зависимости

Единицы измерения	`rad` \| `deg` \| `rev` \| `mrad` \| `arcsec` \| `arcmin` \| `gon`
Значение по умолчанию	`0 deg`
Имя для программного использования	`V_ang_start`
Вычисляемый	Да

# Active power generated — генерируемая активная мощность
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Details

Генерируемая активная мощность.

Зависимости

Единицы измерения	`W` \| `uW` \| `mW` \| `kW` \| `MW` \| `GW` \| `V*A` \| `HP_DIN`
Значение по умолчанию	`500e6 V*A`
Имя для программного использования	`P_t_start`
Вычисляемый	Да

# Reactive power generated — генерируемая реактивная мощность
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Details

Генерируемая реактивная мощность.

Зависимости

Единицы измерения	`W` \| `uW` \| `mW` \| `kW` \| `MW` \| `GW` \| `V*A` \| `HP_DIN`
Значение по умолчанию	`0 V*A`
Имя для программного использования	`Q_t_start`
Вычисляемый	Да

Примеры

Регулирование скорости упрощенного синхронного генератора