Induction Machine Wound Rotor

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

induction machine wound rotor

Описание

Блок Induction Machine Wound Rotor моделирует асинхронную машину с фазным ротором, основные параметры которой выражены в относительных единицах или в Международной системе единиц (СИ). Асинхронная машина с фазным ротором является разновидностью асинхронной машины. Начала и концы обмоток статора и ротора выведены в виде портов и гибко конфигурируются. Чтобы соединить статор в «треугольник», подключите между портами ~1 и ~2 блок Phase Permute. Для соединения статора в «звезду» подключите порт ~2 к блоку Grounded Neutral или Floating Neutral. Если вам не нужен доступ к обмоткам ротора, используйте блок Induction Machine Squirrel Cage.

Если нет необходимости изменять сопротивление ротора, подключите порт ~1r' к блоку Floating Neutral (Three-Phase), а порт ~2r' — к блоку Grounded Neutral (Three-Phase).

Параметры цепи ротора приведены к параметрам цепи статора, которые приняты за базисные.

Уравнения асинхронной машины

Заданные вами параметры машины в СИ блок переводит в систему относительных единиц. Параметры попадают в уравнения в относительных единицах. Значения параметров рассчитываются исходя из того, что обмотки машины подключены «треугольником».

Для моделирования параметров в относительных единицах необходимо задать значения сопротивлений и индуктивности во вкладке Impedances, исходя из того, что обмотки машины подключены «треугольником».

Уравнения асинхронной машины в синхронной системе отсчета определяются следующим образом:

где — номинальная частота электрического тока, задаваемая в параметре Rated electrical frequency.

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 по осям , и нулевой последовательности соответственно, определяемые как:

где , и — напряжения статора на портах ~1 и ~2.

— базовая электрическая угловая скорость в относительных единицах.
и — потокосцепления статора по осям , и нулевой последовательности соответственно.
— сопротивление статора.
и — токи статора по осям , и нулевой последовательности соответственно, определяемые как:

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

Уравнения для напряжения ротора определяются следующим образом:

где:

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

где и — напряжения ротора на портах ~1r' и ~2r'.

— потокосцепления ротора по осям , и нулевой последовательности соответственно.
— 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 осям , и нулевой последовательности соответственно, определяемые как:

где — токи ротора, протекающие от порта ~1r' к порту ~2r'.

Уравнения потокосцепления статора определяются следующим образом:

где — собственная индуктивность статора, а — индуктивность намагничивания.

Уравнения потокосцепления ротора определяются следующим образом:

где — собственная индуктивность ротора относительно статора.

Крутящий момент ротора определяется

Собственная индуктивность статора , индуктивность рассеяния статора и индуктивность намагничивания связаны между собой следующим образом:

Собственная индуктивность ротора , индуктивность рассеяния ротора и индуктивность намагничивания связаны между собой следующим образом:

При наличии кривой насыщения уравнения для определения индуктивности намагничивания в зависимости от потокосцепления имеют вид:

При отсутствии насыщения уравнение сводится к

Моделирование тепловых эффектов

При включении опции в блоке появятся термические порты для каждой обмотки ротора и статора. Таким образом вы сможете контролировать температуру двигателя и воздействовать на него внешними источниками тепла. Установите флажок для параметра Enable thermal port. Предполагается, что сопротивление обмотки линейно зависит от температуры и определяется как:

где:

— сопротивление при температуре ;
— исходное сопротивление при начальной температуре ;
— температурный коэффициент. Значение для меди — 3.93e−3 1/K.

Порты

Выход

o — выходной порт вывода результатов измерений в относительных единицах
вектор

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

pu_torque
pu_velocity
pu_vds
pu_vqs
pu_v0s
pu_ids
pu_iqs
pu_i0s

Для отображения результатов измерений подключите к этому порту блок Induction Machine Measurement.

Ненаправленные

R — ротор машины
вращательная механика

Механический порт, связанный с ротором машины.

C — корпус машины
вращательная механика

Механический порт, связанный с корпусом машины.

~1 — начало вывода обмотки статора
электричество

Расширяемый трехфазный порт, связанный с началом вывода обмотки статора.

~2 — конец вывода обмотки статора
электричество

Расширяемый трехфазный порт, связанный с концом вывода обмотки статора.

~1r' — начало вывода обмотки ротора
электричество

Расширяемый трехфазный порт, связанный началом вывода обмотки ротора.

~2r' — конец вывода обмотки ротора
электричество

Расширяемый трехфазный порт, связанный с концом вывода обмотки ротора.

HA — тепловой порт фазы a
тепло

Тепловой порт, связанный с обмоткой статора a.

Зависимости