Документация Engee

Synchronous Machine Model 2.1

Синхронная машина с упрощенным преобразованием, упрощенным представлением, фундаментальной или стандартной параметризацией.

synchronous machine model 2 1

Описание

Блок Synchronous Machine Model 2.1 представляет синхронную машину с одной обмоткой возбуждения и демпфером на осях (продольная) и (поперечная). Для определения характеристик машины используются фундаментальные или стандартные параметры. Данный блок содержит преобразование Парка-Горева, поэтому используйте его только для сбалансированной работы.

Уравнения синхронной машины

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

θθ ,

где:

  • θ — электрический угол.

  • — число пар полюсов.

  • θ — угол ротора (механический угол).

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

θθπθπθθπθπ .

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

и

где:

  • и — напряжения по осям d и q за cверхпереходной реактивностью.

  • — сопротивления статора.

  • и — токи статора по осям d и q, определяемые по формуле:

.

  • , и — токи статора, протекающие от порта ~ к нейтрали n.

  • и — сверхпереходные реактивности по осям d и q.

  • и — напряжения статора по осям d и q, определяемые по формуле:

.

где , и — напряжения на статоре, измеренные между портом ~ и нейтралью n.

Уравнение напряжения ротора определяется формулой:

,

где:

  • — сопротивление цепи возбуждения ротора.

  • — ток цепи возбуждения в относительных единицах с использованием модели синхронной машины в взаимообратной системе относительных единиц.

  • — напряжение цепи возбуждения в относительных единицах с использованием модели синхронной машины в взаимообратной системе относительных единиц.

Напряжение за переходным реактивным сопротивлением описывается по формуле:

,

,

и

,

где:

  • и — сверхпереходные реактивные сопротивления по осям d и q.

  • и — сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по осям d и q.

  • — напряжение цепи возбуждения в относительных единицах с использованием модели возбудителя в невзаимной системе относительных единиц.

  • — переходная реактивность по оси d.

  • — напряжение за переходной реактивностью.

  • — постоянная времени цепи возбуждения по оси d.

Крутящий момент ротора определяется выражением:

Эти уравнения не описывают параметры, которые можно задать в диалоговом окне.

Порты

Выход

o — машинные измерения в относительных единицах
вектор

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

  • Напряжение обмотки возбуждения, .

  • Ток обмотки возбуждения, .

  • Электромагнитный момент, .

  • Частота вращения ротора, .

  • Напряжение статора по оси , .

  • Напряжение статора по оси , .

  • Напряжение нулевой последовательности статора, — этот элемент предусмотрен для совместимости с другими моделями машин. Его значение всегда равно нулю.

  • Ток по оси статора, .

  • Ток по оси статора, .

  • Ток нулевой последовательности статора — этот элемент предусмотрен для совместимости с другими моделями машин. Его значение всегда равно нулю.

  • Электрический угол ротора, .

Для подключения к этому порту используйте блок Simplified Synchronous Machine Measurement.

Ненаправленные

fd+ — положительный контакт обмотки возбуждения
электричество

Электрический порт, связанный с положительным контактом обмотки возбуждения.

fd− — отрицательный контакт обмотки возбуждения
электричество

Электрический порт, связанный с отрицательным контактом обмотки возбуждения.

R — ротор машины
вращательная механика

Механический порт вращения, связанный с ротором машины.

C — корпус машины
вращательная механика

Механический порт вращения, связанный с корпусом машины.

~ — обмотки статора
электричество

Расширяемый трехфазный порт, связанный с обмотками статора.

n — нейтраль
электричество

Электрический порт, связанный с нейтралью обмотки, соединенной звездой. Этот порт предусмотрен для обеспечения совместимости интерфейса с существующими моделями машин. Напряжение и ток на этом порту игнорируются.

Параметры

Main

Rated apparent power, VA — номинальная полная мощность
555e6 В*А (по умолчанию)

Номинальная мощность.

Rated voltage, V — номинальное линейное напряжение
24e3 В (по умолчанию)

Номинальное среднеквадратичное линейное напряжение.

Rated electrical frequency, Hz — номинальная электрическая частота, Гц
50 Гц (по умолчанию)

Номинальная электрическая частота, для которой указана номинальная полная мощность.

Number of pole pairs — число пар полюсов
1 (по умолчанию)

Число пар полюсов машины.

Specify field circuit input required to produce rated terminal voltage at no load by — способ задания возбуждения, необходимого для получения номинального напряжения при отсутствии нагрузки
Field circuit current (default) | Field circuit voltage

Метод параметризации цепи возбуждения. Возможны следующие варианты:

  • Field circuit voltage — задание напряжения цепи возбуждения.

  • Field circuit current — задание тока цепи возбуждения. Этот метод используется по умолчанию.

Этот параметр влияет на видимость параметров Field circuit voltage и Field circuit current.

Field circuit current, A — ток цепи возбуждения
1300 А (по умолчанию)

Ток цепи возбуждения, создающий номинальное напряжение на контактах машины.

Зависимости

Этот параметр используется если для параметра Specify field circuit input required to produce rated terminal voltage at no load by установлено значение Field circuit current.

Field circuit voltage, V — напряжение цепи возбуждения
92.9 В (по умолчанию)

Напряжение цепи возбуждения, создающее номинальное напряжение на контактах машины.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify field circuit input required to produce rated terminal voltage at no load by установлено значение Field circuit voltage.

Rotor angle definition — точка отсчета для измерения угла поворота ротора
Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis (по умолчанию)|Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis

Точка отсчета для измерения угла поворота ротора.

При выборе значения по умолчанию ось ротора и магнитная ось фазы статора совпадают, когда угол поворота ротора равен нулю.

Другое значение, которое можно выбрать для этого параметра, — Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis. При выборе этого значения ось ротора и магнитная ось фазы статора совпадают, когда угол поворота ротора равен нулю.

Specify parameterization type by — способ параметризации
Fundamental parameters (по умолчанию) | Standard parameters

Способ параметризации. Возможны следующие варианты:

  • Fundamental parameters — фундаментальные параметры видны в разделе Impedances (импеданс), но настройки Time Constants (постоянные времени) не видны.

  • Standard parameters — стандартные параметры видны и в Impedances, и в Time Constants.

Этот параметр влияет на видимость настроек Time Constant и параметров в Impedances.

Impedances

Stator d-axis mutual inductance (unsaturated) Ladu, pu — взаимная индуктивность оси d статора (ненасыщенная)
1.66 (по умолчанию) | положительный скаляр

Ненасыщенная взаимная индуктивность по оси статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify parameterization by установлено значение Fundamental parameters.

Stator q-axis mutual inductance (unsaturated) Laqu, pu — взаимная индуктивность оси q статора (ненасыщенная)
1.61 (по умолчанию) | положительный скаляр

Ненасыщенная взаимная индуктивность по оси статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify parameterization by установлено значение Fundamental parameters.

Stator leakage inductance Ll, pu — индуктивность рассеяния статора
0.15 (по умолчанию) | положительный скаляр

Индуктивность рассеяния статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify parameterization by установлено значение Fundamental parameters.

Stator resistance Ra, pu — сопротивление статора
0.003 (по умолчанию) | положительный скаляр

Сопротивление статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Rotor field circuit inductance Lfd, pu — индуктивность цепи возбуждения ротора
0.165 (по умолчанию) | положительный скаляр

Индуктивность цепи возбуждения ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Rotor field circuit resistance Rfd, pu — сопротивление цепи возбуждения ротора
0.0006 (по умолчанию) | положительный скаляр

Сопротивление цепи возбуждения ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify parameterization by установлено значение Fundamental parameters.

Rotor d-axix damper winding 1 inductance L1d, pu — индуктивность обмотки одного демпфера по оси d ротора
0.1713 (по умолчанию) | положительный скаляр

Индуктивность обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify parameterization by установлено значение Fundamental parameters.

Rotor d-axix damper winding 1 resistance R1d, pu — сопротивление обмотки одного демпфера по оси d ротора
0.0284 (по умолчанию) | положительный скаляр

Сопротивление обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify parameterization by установлено значение Fundamental parameters.

Rotor q-axis damper winding 1 inductance L1q, pu — индуктивность обмотки одного демпфера по оси q ротора
0.1066 (по умолчанию) | положительный скаляр

Индуктивность обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify parameterization by установлено значение Fundamental parameters.

Rotor q-axix damper winding 1 resistance R1q, pu — сопротивление обмотки одного демпфера по оси q ротора
0.0650 (по умолчанию) | положительный скаляр

Сопротивление обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify parameterization by установлено значение Fundamental parameters.

Stator leakage reactance Xl, pu — реактивное рассеяние статора
0.15 (по умолчанию) | положительный скаляр

Реактивное рассеяние статора. Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify parameterization by установлено значение Standard parameters.

d-axis synchronous reactance Xd, pu — синхронная реактивность по оси d
1.81 (по умолчанию) | положительный скаляр

Синхронная реактивность по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify parameterization by установлено значение Standard parameters.

q-axis synchronous reactance Xq, pu — синхронная реактивность по оси q
1.76 (по умолчанию) | положительный скаляр

Синхронная реактивность по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify parameterization by установлено значение Standard parameters.

d-axis transient reactance Xd', pu — переходная реактивность по оси d
0.3 (по умолчанию) | положительный скаляр

Переходная реактивность по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify parameterization by установлено значение Standard parameters.

d-axis subtransient reactance Xd", pu — сверхпереходная реактивность по оси d
0.23 (по умолчанию) | положительный скаляр

Сверхпереходная реактивность по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify parameterization by установлено значение Standard parameters.

q-axis subtransient reactance Xq", pu — сверхпереходная реактивность по оси q
0.25 (по умолчанию) | положительный скаляр

Сверхпереходная реактивность по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify parameterization by установлено значение Standard parameters.

Time Constants

Specify d-axis time constant — способ задания постоянной времени оси d
Open circuit (default) | Short circuit

Выберите между Open circuit и Short circuit.

Настройка этого параметра влияет на видимость параметров постоянной времени оси .

d-axis transient open-circuit Td0', s — переходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси d
8 с (по умолчанию) | положительный скаляр

Переходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения. Этот параметр должен быть:

  • Больше 0.

  • Больше, чем d-axis subtransient open-circuit, Td0''.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify d-axis transient time constant установлено значение Open circuit.

d-axis transient short-circuit Td', s — переходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси d
1.3260 с (по умолчанию) | положительный скаляр

Переходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть:

  • Больше 0.

  • Больше, чем d-axis subtransient short-circuit, .

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify d-axis transient time constant установлено значение Short circuit.

d-axis subtransient open-circuit Td0", s — сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси d
0.03 с (по умолчанию) | положительный скаляр

Сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify d-axis transient time constant установлено значение Open circuit.

d-axis subtransient short-circuit Td", s — сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси d
0.0230 с (по умолчанию) | положительный скаляр

Сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify d-axis transient time constant установлено значение Short circuit.

Specify q-axis time constant — настройте постоянную времени по оси q
Open circuit (по умолчанию)| Short circuit

Выберите между Open circuit и Short circuit.

Настройка этого параметра влияет на видимость параметров постоянной времени по оси .

q-axis subtransient open-circuit Tq0", s — сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси q
0.07 с (по умолчанию) | положительный скаляр

Сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify q-axis transient time constant установлено значение Open circuit.

q-axis subtransient short-circuit Tq", s — сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси q
0.0269 с (по умолчанию) | положительный скаляр

Сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть больше 0.

Зависимости

Этот параметр используется, если для параметра Specify q-axis transient time constant установлено значение Short circuit.