Блок Synchronous Machine Round Rotor моделирует синхронную машину с круглым ротором, используя фундаментальные или стандартные параметры.
Инициализация синхронной машины с использованием целевых значений потока нагрузки
Если блок находится в сети, совместимой с режимом частотно-временной симуляции, то можно выполнить анализ потока нагрузки в сети. Анализ потока нагрузки вводит установившиеся значения, которые можно использовать для инициализации машины.
Уравнения синхронной машины
Уравнения синхронной машины записываются относительно вращающейся системы отсчета, которая определяется следующим образом:
,
где
— электрический угол;
— количество пар полюсов;
— угол ротора (механический угол).
Преобразование Парка отображает уравнения синхронной машины во вращающуюся систему отсчета относительно электрического угла. Оно записывается следующим образом:
.
Преобразование Парка записывается в относительных единицах (о.е). Уравнения напряжений статора выглядят следующим образом:
,
,
,
где
, и — напряжения статора по осям и и нулевой последовательности соответственно, определяемые по формуле:
,
где , и — напряжения статора, измеренные от порта ~ к порту нейтрали n;
— базовая скорость в относительных единицах;
, и с — потокосцепления по осям и и нулевой последовательности;
— скорость вращения ротора в относительных единицах;
— активное сопротивление статора;
и — токи обмотки статора по осям , и ток статора нулевой последовательности, определяемые как:
,
где , и — токи на статоре от порта ~ до порта нейтрали n.
Уравнения напряжения ротора:
,
,
,
,
где
— напряжение возбуждения;
, и — напряжения на одной демпферной обмотке по оси , на одной демпферной обмотке по оси и на двух демпферных обмотках по оси . Все они равны 0;
, , и — магнитные потоки, соединяющие цепь возбуждения, демпферную обмотку по оси , демпферную обмотку по оси и две демпферные обмотки по оси ;
, , и — сопротивления цепи возбуждения ротора, одной демпферной обмотки по оси , одной демпферной обмотки по оси и двух демпферных обмоток по оси ;
, , и — токи, протекающие в цепи возбуждения, одной демпферной обмотки по оси , одной демпферной обмотки по оси и двух демпферных обмоток по оси .
Уравнения насыщения описываются следующим образом:
,
,
,
(Если насыщение отключено),
(Если насыщение включено),
,
,
где
— потокосцепление в воздушном зазоре по оси или взаимное потокосцепление;
— потокосцепление в воздушном зазоре по оси или взаимное потокосцепление;
— потокосцепление в воздушном зазоре;
— коэффициент насыщения;
— ненасыщенная взаимная индуктивность статора по оси ;
— взаимная индуктивность статора по оси ;
— ненасыщенная взаимная индуктивность статора по оси ;
— взаимная индуктивность статора по оси .
Функция коэффициента насыщения вычисляется с помощью интерполяционной таблицы разомкнутой цепи в относительных единицах как:
,
,
,
где — напряжение воздушного зазора в относительных единицах.
В относительных единицах:
и
могут быть преобразованы в:
.
Тогда уравнения потокосцепления статора:
,
,
,
где
— индуктивность рассеяния статора;
, — взаимные индуктивности статора по осям и .
Тогда уравнения потокосцепления ротора выглядят следующим образом:
,
,
,
,
где
— самоиндукция цепи возбуждения ротора;
— самоиндукция цепи возбуждения одной демпферной обмотки по оси ;
— самоиндукция цепи возбуждения одной демпферной обмотки по оси ;
— самоиндукция цепи возбуждения двух демпферных обмоток по оси ;
— цепь возбуждения ротора и взаимная индуктивность одной обмотки демпфера по оси .
Индуктивности описываются следующими уравнениями:
,
,
,
,
.
В уравнениях индуктивности предполагается, что взаимные индуктивности в относительных единицах , следовательно, токи статора и ротора в оси связывают в единый взаимный поток, представленный .
#Specify parameterization type by —
параметризация блока
Fundamental parameters | Standard parameters
Details
Метод параметризации блока. Возможны следующие варианты:
Fundamental parameters — настройте импеданс с использованием фундаментальных параметров.
Standard parameters — настройте импеданс с использованием стандартных параметров и укажите постоянные времени по осям и .
Значения
Fundamental parameters | Standard parameters
Значение по умолчанию
Fundamental parameters
Имя для программного использования
parameterization_option
Вычисляемый
Нет
#Specify field circuit input required to produce rated terminal voltage at no load by —
укажите цепь возбуждения, необходимую для получения номинального напряжения при отсутствии нагрузки
Field circuit voltage | Field circuit current
Details
Метод параметризации цепи возбуждения. Возможны следующие варианты:
Field circuit voltage — настройте напряжение цепи возбуждения.
Field circuit current — настройте ток цепи возбуждения. Этот метод является методом параметризации цепи возбуждения по умолчанию.
Значения
Field circuit voltage | Field circuit current
Значение по умолчанию
Field circuit current
Имя для программного использования
field_circuit_parameterization
Вычисляемый
Нет
#Field circuit voltage —
напряжение цепи возбуждения
V | uV | mV | kV | MV
Details
Напряжение цепи возбуждения, создающее номинальное напряжение на клеммах машины.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify field circuit input required to produce rated terminal voltage at no load by значение Field circuit voltage.
Единицы измерения
V | uV | mV | kV | MV
Значение по умолчанию
92.95 V
Имя для программного использования
E_fd_base
Вычисляемый
Да
#Field circuit current —
ток цепи возбуждения
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA
Details
Ток цепи возбуждения, создающий номинальное напряжение на клеммах машины.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify field circuit input required to produce rated terminal voltage at no load by значение Field circuit current.
Единицы измерения
A | pA | nA | uA | mA | kA | MA
Значение по умолчанию
1300.0 A
Имя для программного использования
I_fd_base
Вычисляемый
Да
#Zero sequence —
модель нулевой последовательности
Exclude | Include
Details
Модель с нулевой последовательностью:
Include — приоритет отдается точности модели. Она является моделью нулевой последовательности по умолчанию. При включении условий нулевой последовательности для симуляций с использованием Partitioning solving возникают ошибки.
Exclude — приоритет отдается скорости моделирования для настольного моделирования или развертывания в реальном времени.
Значения
Exclude | Include
Значение по умолчанию
Include
Имя для программного использования
zero_sequence
Вычисляемый
Нет
#Rotor angle definition —
точка отсчета для измерения угла поворота ротора
Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis | Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis
Details
Точка отсчета для измерения угла поворота ротора.
При выборе значения Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis ось ротора и а-фазная магнитная ось статора выравниваются, когда угол поворота ротора равен нулю.
При выборе значения Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis ось ротора и а-фазная магнитная ось статора выравниваются, когда угол поворота ротора равен нулю.
Значения
Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis | Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis
Значение по умолчанию
Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis
Индуктивность нулевой последовательности статора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Fundamental parameters, а для параметра Zero sequence установите значение Include.
Сопротивление статора. Этот параметр должен быть больше 0.
Значение по умолчанию
0.003
Имя для программного использования
R_a
Вычисляемый
Да
#Rotor field circuit inductance Lfd —
индуктивность цепи возбуждения ротора
Details
Индуктивность цепи возбуждения ротора. Этот параметр должен быть больше 0.
Значение по умолчанию
0.165
Имя для программного использования
L_fd
Вычисляемый
Да
#Rotor field circuit resistance Rfd —
сопротивление цепи возбуждения ротора
Details
Сопротивление цепи возбуждения ротора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Fundamental parameters.
Значение по умолчанию
0.0006
Имя для программного использования
R_fd
Вычисляемый
Да
#Rotor d-axis damper winding 1 inductance L1d —
индуктивность обмотки одного демпфера по оси ротора
Details
Индуктивность обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Fundamental parameters.
Значение по умолчанию
0.1713
Имя для программного использования
L_1d
Вычисляемый
Да
#Rotor d-axis damper winding 1 resistance R1d —
сопротивление обмотки одного демпфера по оси ротора
Details
Сопротивление обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Fundamental parameters.
Значение по умолчанию
0.0284
Имя для программного использования
R_1d
Вычисляемый
Да
#Rotor q-axis damper winding 1 inductance L1q —
индуктивность обмотки одного демпфера по оси ротора
Details
Индуктивность обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Fundamental parameters.
Значение по умолчанию
0.7252
Имя для программного использования
L_1q
Вычисляемый
Да
#Rotor q-axis damper winding 1 resistance R1q —
сопротивление обмотки одного демпфера по оси ротора
Details
Сопротивление обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Fundamental parameters.
Значение по умолчанию
0.00619
Имя для программного использования
R_1q
Вычисляемый
Да
#Rotor q-axis damper winding 2 inductance L2q —
индуктивность обмотки двух демпферов по оси ротора
Details
Индуктивность обмотки двух демпферов по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Fundamental parameters.
Значение по умолчанию
0.125
Имя для программного использования
L_2q
Вычисляемый
Да
#Rotor q-axis damper winding 2 resistance R2q —
сопротивление обмотки двух демпферов по оси ротора
Details
Сопротивление обмотки двух демпферов по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Fundamental parameters.
Значение по умолчанию
0.02368
Имя для программного использования
R_2q
Вычисляемый
Да
#Stator leakage reactance Xl —
реактивное сопротивление рассеяния статора
Details
Реактивное сопротивление рассеяния статора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Standard parameters.
Значение по умолчанию
0.15
Имя для программного использования
X_l
Вычисляемый
Да
#d-axis synchronous reactance Xd —
синхронное реактивное сопротивление по оси
Details
Синхронное реактивное сопротивление по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Standard parameters.
Значение по умолчанию
1.81
Имя для программного использования
X_d
Вычисляемый
Да
#q-axis synchronous reactance Xq —
синхронное реактивное сопротивление по оси
Details
Синхронное реактивное сопротивление по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Standard parameters.
Значение по умолчанию
1.76
Имя для программного использования
X_q
Вычисляемый
Да
#zero-sequence reactance X0 —
реактивное сопротивление нулевой последовательности
Details
Реактивное сопротивление нулевой последовательности. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Standard parameters, а для параметра Zero sequence значение Include.
Значение по умолчанию
0.15
Имя для программного использования
X_0
Вычисляемый
Да
#d-axis transient reactance Xd' —
переходное реактивное сопротивление по оси
Details
Переходное реактивное сопротивление по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Standard parameters.
Значение по умолчанию
0.3
Имя для программного использования
X_p_d
Вычисляемый
Да
#q-axis transient reactance Xq' —
переходное реактивное сопротивление по оси
Details
Переходное реактивное сопротивление по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Standard parameters.
Значение по умолчанию
0.65
Имя для программного использования
X_p_q
Вычисляемый
Да
#d-axis subtransient reactance Xd" —
сверхпереходное реактивное сопротивление по оси
Details
Сверхпереходное реактивное сопротивление по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Standard parameters.
Значение по умолчанию
0.23
Имя для программного использования
X_pp_d
Вычисляемый
Да
#q-axis subtransient reactance Xq" —
сверхпереходное реактивное сопротивление по оси
Details
Сверхпереходное реактивное сопротивление по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify parameterization type by значение Standard parameters.
Значение по умолчанию
0.25
Имя для программного использования
X_pp_q
Вычисляемый
Да
Постоянные Времени
#Specify d-axis time constant —
настройка постоянной времени оси Open circuit | Short circuit
Details
Выберите между Open circuit и Short circuit.
Настройка этого параметра влияет на видимость параметров постоянной времени оси .
Значения
Open circuit | Short circuit
Значение по умолчанию
Open circuit
Имя для программного использования
option_d
Вычисляемый
Нет
#d-axis transient open-circuit Td0' —
переходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси s | ns | us | ms | min | hr | d
Details
Переходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения. Этот параметр должен быть:
Больше 0.
Больше, чем d-axis transient open-circuit Td0".
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify d-axis time constant значение Open circuit.
Единицы измерения
s | ns | us | ms | min | hr | d
Значение по умолчанию
8.0 s
Имя для программного использования
T_p_d0
Вычисляемый
Да
#d-axis transient open-circuit Td0" —
сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси s | ns | us | ms | min | hr | d
Details
Сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify d-axis time constant значение Open circuit.
Единицы измерения
s | ns | us | ms | min | hr | d
Значение по умолчанию
0.03 s
Имя для программного использования
T_pp_d0
Вычисляемый
Да
#d-axis transient short-circuit Td' —
переходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси s | ns | us | ms | min | hr | d
Details
Переходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть:
Больше 0.
Больше, чем d-axis transient short-circuit Td".
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify d-axis time constant значение Short circuit.
Единицы измерения
s | ns | us | ms | min | hr | d
Значение по умолчанию
1.326 s
Имя для программного использования
T_p_d
Вычисляемый
Да
#d-axis transient short-circuit Td" —
сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси s | ns | us | ms | min | hr | d
Details
Сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify d-axis time constant значение Short circuit.
Единицы измерения
s | ns | us | ms | min | hr | d
Значение по умолчанию
0.023 s
Имя для программного использования
T_pp_d
Вычисляемый
Да
#Specify q-axis time constant —
настройка постоянной времени по оси Open circuit | Short circuit
Details
Выберите между Open circuit и Short circuit.
Настройка этого параметра влияет на видимость параметров постоянной времени по оси .
Значения
Open circuit | Short circuit
Значение по умолчанию
Open circuit
Имя для программного использования
option_q
Вычисляемый
Нет
#q-axis transient open-circuit Tq0' —
переходная постоянная времени разомкнутой цепи по оси s | ns | us | ms | min | hr | d
Details
Переходная постоянная времени разомкнутой цепи по оси . Этот параметр должен быть:
Больше 0.
Больше чем q-axis subtransient open-circuit Tq0".
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify q-axis time constant значение Open circuit.
Единицы измерения
s | ns | us | ms | min | hr | d
Значение по умолчанию
1 s
Имя для программного использования
T_p_q0
Вычисляемый
Да
#q-axis subtransient open-circuit Tq0" —
сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи по оси s | ns | us | ms | min | hr | d
Details
Сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify d-axis time constant значение Open circuit.
Единицы измерения
s | ns | us | ms | min | hr | d
Значение по умолчанию
0.07 s
Имя для программного использования
T_pp_q0
Вычисляемый
Да
#q-axis transient short-circuit Tq' —
переходная постоянная времени замкнутой цепи по оси s | ns | us | ms | min | hr | d
Details
Переходная постоянная времени замкнутой цепи по оси . Этот параметр должен быть:
Больше 0.
Больше чем q-axis subtransient short-circuit Tq".
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify q-axis time constant значение Short circuit.
Единицы измерения
s | ns | us | ms | min | hr | d
Значение по умолчанию
0.3693 s
Имя для программного использования
T_p_q
Вычисляемый
Да
#q-axis subtransient short-circuit Tq" —
сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси s | ns | us | ms | min | hr | d
Details
Сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Specify q-axis time constant значение Short circuit.
Единицы измерения
s | ns | us | ms | min | hr | d
Значение по умолчанию
0.0269 s
Имя для программного использования
T_pp_q
Вычисляемый
Да
Начальные условия
#Initialization option —
вариант 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.
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 targets for rotor angle and Park's transform variables
Имя для программного использования
initialization_option
Вычисляемый
Нет
#Terminal voltage magnitude —
напряжение на выводах
V | uV | mV | kV | MV
Details
Укажите напряжение на выводах.
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 —
угол напряжения на выводах
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon
Details
Укажите угол напряжения на выводах.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Initialization option значение Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase.
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 —
активная мощность
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN
Details
Укажите активную мощность.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Initialization option значение Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase.
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 —
реактивная мощность
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN
Details
Укажите реактивную мощность.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Initialization option значение Set real power, reactive power, terminal voltage, and terminal phase.