/Physical Modeling/Electrical/Electromechanical/Synchronous/Synchronous Machine Model 2.1
Описание
Блок Синхронная машина модель 2.1 представляет собой 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:
где
— электрический угол;
— число пар полюсов;
— угол ротора (механический угол).
Преобразование Парка – Горева отображает уравнения синхронной машины во вращающуюся систему координат относительно электрического угла. Оно записывается следующим образом:
Преобразование Парка – Горева записывается в относительных единицах. Уравнения напряжений статора выглядят следующим образом:
где
и — напряжения по осям и за cверхпереходной реактивностью;
— сопротивления статора;
и — токи статора по осям и , определяемые по формуле:
;
, и — токи статора, протекающие от порта ~ к нейтрали n;
и — сверхпереходные реактивности по осям и ;
и — напряжения статора по осям и , 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:
где
и — сверхпереходные реактивные сопротивления по осям и ;
и — сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по осям и ;
— напряжение цепи возбуждения в относительных единицах с использованием модели возбудителя в невзаимной системе относительных единиц;
— переходная реактивность по оси ;
— напряжение за переходной реактивностью;
— постоянная времени цепи возбуждения по оси .
Крутящий момент ротора определяется выражением:
Эти уравнения не описывают параметры, которые можно задать в диалоговом окне.
Переменные
Используйте группу параметров Целевые значения, 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.
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.
#Выбор параметра цепи возбуждения, необходимого для получения номинального напряжения на холостом ходу —
способ задания возбуждения, необходимого для получения номинального напряжения при отсутствии нагрузки
Напряжение цепи возбуждения | Ток цепи возбуждения
Details
Метод параметризации цепи возбуждения. Возможны следующие варианты:
Ток цепи возбуждения — задание тока цепи возбуждения. Этот метод используется по умолчанию.
Этот параметр влияет на видимость параметров Напряжение цепи возбуждения и Ток цепи возбуждения.
Значения
Field circuit voltage | Field circuit current
Значение по умолчанию
Field circuit current
Имя для программного использования
field_circuit_parameterization
Вычисляемый
Нет
#Ток цепи возбуждения —
ток цепи возбуждения
А | пА | нА | мкА | мА | кА | МА
Details
Ток цепи возбуждения, создающий номинальное напряжение на контактах машины.
Зависимости
Этот параметр используется если для параметра Выбор параметра цепи возбуждения, необходимого для получения номинального напряжения на холостом ходу установлено значение Ток цепи возбуждения.
Напряжение цепи возбуждения, создающее номинальное напряжение на контактах машины.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Выбор параметра цепи возбуждения, необходимого для получения номинального напряжения на холостом ходу установлено значение Напряжение цепи возбуждения.
Единицы измерения
V | uV | mV | kV | MV
Значение по умолчанию
92.95 V
Имя для программного использования
E_fd_base
Вычисляемый
Да
#Определение угла ротора —
точка отсчета для измерения угла поворота ротора
Угол между магнитной осью фазы А и осью q | Угол между магнитной осью фазы А и осью d
Details
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, — Угол между магнитной осью фазы А и осью q. При выборе этого значения ось ротора и магнитная ось фазы статора совпадают, когда угол поворота ротора равен нулю.
Значения
Angle between the a-phase magnetic axis and the q-axis | Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis
Значение по умолчанию
Angle between the a-phase magnetic axis and the d-axis
Способ параметризации. Возможны следующие варианты:
Фундаментальные параметры — фундаментальные параметры видны в разделе Сопротивления (импеданс), но настройки Постоянные Времени (постоянные времени) не видны.
Стандартные параметры — стандартные параметры видны и в Сопротивления, и в Постоянные Времени.
Этот параметр влияет на видимость настроек Постоянные Времени и параметров в Сопротивления.
Значения
Fundamental parameters | Standard parameters
Значение по умолчанию
Fundamental parameters
Имя для программного использования
parameterization_option
Вычисляемый
Нет
Сопротивления
#Взаимная индуктивность статора по оси d (без насыщения) Ladu —
взаимная индуктивность оси d статора (ненасыщенная)
Details
Ненасыщенная взаимная индуктивность по оси статора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Фундаментальные параметры.
Значение по умолчанию
1.66
Имя для программного использования
L_ad
Вычисляемый
Да
#Взаимная индуктивность статора по оси q (ненасыщенная) Laqu —
взаимная индуктивность оси q статора (ненасыщенная)
Details
Ненасыщенная взаимная индуктивность по оси статора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Фундаментальные параметры.
Индуктивность цепи возбуждения ротора. Этот параметр должен быть больше 0.
Значение по умолчанию
0.165
Имя для программного использования
L_fd
Вычисляемый
Да
#Активное сопротивление цепи возбуждения ротора Rfd —
сопротивление цепи возбуждения ротора
Details
Сопротивление цепи возбуждения ротора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Фундаментальные параметры.
Значение по умолчанию
0.0006
Имя для программного использования
R_fd
Вычисляемый
Да
#Индуктивность демпферной обмотки ротора 1 по оси d L1d —
индуктивность обмотки одного демпфера по оси d ротора
Details
Индуктивность обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Фундаментальные параметры.
Значение по умолчанию
0.1713
Имя для программного использования
L_1d
Вычисляемый
Да
#Активное сопротивление демпферной обмотки ротора 1 по оси d R1d —
сопротивление обмотки одного демпфера по оси d ротора
Details
Сопротивление обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Фундаментальные параметры.
Значение по умолчанию
0.0284
Имя для программного использования
R_1d
Вычисляемый
Да
#Индуктивность демпферной обмотки ротора 1 по оси q L1q —
индуктивность обмотки одного демпфера по оси q ротора
Details
Индуктивность обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Фундаментальные параметры.
Значение по умолчанию
0.1066
Имя для программного использования
L_1q
Вычисляемый
Да
#Активное сопротивление демпферной обмотки ротора 1 по оси q R1q —
сопротивление обмотки одного демпфера по оси q ротора
Details
Сопротивление обмотки одного демпфера по оси ротора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Фундаментальные параметры.
Значение по умолчанию
0.065
Имя для программного использования
R_1q
Вычисляемый
Да
#Реактивное сопротивление рассеяния статора Xl —
реактивное рассеяние статора
Details
Реактивное рассеяние статора. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Стандартные параметры.
Значение по умолчанию
0.15
Имя для программного использования
X_l
Вычисляемый
Да
#Синхронное реактивное сопротивление оси d Xd —
синхронная реактивность по оси d
Details
Синхронная реактивность по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Стандартные параметры.
Значение по умолчанию
1.81
Имя для программного использования
X_d
Вычисляемый
Да
#Синхронное реактивное сопротивление по оси q Xq —
синхронная реактивность по оси q
Details
Синхронная реактивность по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Стандартные параметры.
Значение по умолчанию
1.76
Имя для программного использования
X_q
Вычисляемый
Да
#Переходное реактивное сопротивление по оси d Xd' —
переходная реактивность по оси d
Details
Переходная реактивность по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Стандартные параметры.
Значение по умолчанию
0.3
Имя для программного использования
X_p_d
Вычисляемый
Да
#Сверхпереходное реактивное сопротивление по оси d Xd" —
сверхпереходная реактивность по оси d
Details
Сверхпереходная реактивность по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Стандартные параметры.
Значение по умолчанию
0.23
Имя для программного использования
X_pp_d
Вычисляемый
Да
#Сверхпереходное реактивное сопротивление по оси q Xq" —
сверхпереходная реактивность по оси q
Details
Сверхпереходная реактивность по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Выбор способа параметризации установлено значение Стандартные параметры.
Значение по умолчанию
0.25
Имя для программного использования
X_pp_q
Вычисляемый
Да
Постоянные Времени
#Способ задания постоянной времени по оси d —
способ задания постоянной времени оси d
Разомкнутая обмотка | Замкнутая накоротко обмотка
Details
Выберите между Разомкнутая обмотка и Замкнутая накоротко обмотка.
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
#Переходная постоянная времени по оси d при разомкнутой обмотке статора Td0' —
переходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси d
с | нс | мкс | мс | мин | ч | д
Details
Переходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения. Этот параметр должен быть:
Больше 0.
Больше, чем Сверхпереходная постоянная времени по оси d при разомкнутой обмотке статора Td0''.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Способ задания постоянной времени по оси d установлено значение Разомкнутая обмотка.
Единицы измерения
s | ns | us | ms | min | hr | d
Значение по умолчанию
8.0 s
Имя для программного использования
T_p_d0
Вычисляемый
Да
#Сверхпереходная постоянная времени по оси d при разомкнутой обмотке статора Td0'' —
сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси d
с | нс | мкс | мс | мин | ч | д
Details
Сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения. Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Способ задания постоянной времени по оси d установлено значение Разомкнутая обмотка.
Единицы измерения
s | ns | us | ms | min | hr | d
Значение по умолчанию
0.03 s
Имя для программного использования
T_pp_d0
Вычисляемый
Да
#Переходная постоянная времени по оси d при замкнутой накоротко обмотке статора Td' —
переходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси d
с | нс | мкс | мс | мин | ч | д
Details
Переходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть:
Больше 0.
Больше, чем Сверхпереходная постоянная времени по оси d при замкнутой накоротко обмотке статора Td".
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Способ задания постоянной времени по оси d установлено значение Замкнутая накоротко обмотка.
Единицы измерения
s | ns | us | ms | min | hr | d
Значение по умолчанию
1.326 s
Имя для программного использования
T_p_d
Вычисляемый
Да
#Сверхпереходная постоянная времени по оси d при замкнутой накоротко обмотке статора Td" —
сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси d
с | нс | мкс | мс | мин | ч | д
Details
Сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Способ задания постоянной времени по оси d установлено значение Замкнутая накоротко обмотка.
Единицы измерения
s | ns | us | ms | min | hr | d
Значение по умолчанию
0.023 s
Имя для программного использования
T_pp_d
Вычисляемый
Да
#Способ задания постоянной времени оси q —
настройте постоянную времени по оси q
Разомкнутая обмотка | Замкнутая накоротко обмотка
Details
Выберите между Разомкнутая обмотка и Замкнутая накоротко обмотка.
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
#Сверхпереходная постоянная времени по оси q при разомкнутой обмотке статора Tq0" —
сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси q
с | нс | мкс | мс | мин | ч | д
Details
Сверхпереходная постоянная времени разомкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Способ задания постоянной времени оси q установлено значение Разомкнутая обмотка.
Единицы измерения
s | ns | us | ms | min | hr | d
Значение по умолчанию
0.07 s
Имя для программного использования
T_pp_q0
Вычисляемый
Да
#Сверхпереходная постоянная времени по оси q при замкнутой накоротко обмотке статора Tq'' —
сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси q
с | нс | мкс | мс | мин | ч | д
Details
Сверхпереходная постоянная времени замкнутой цепи возбуждения по оси . Этот параметр должен быть больше 0.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Способ задания постоянной времени оси q установлено значение Замкнутая накоротко обмотка.
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 состояния
#Вариант инициализации —
выбор инициализации
Установить начальные значения угла ротора и переменных в dq координатах | Установить активную и реактивную мощности, действующее значение и фазу напряжения на выводах
Details
Способ задания значений параметров и переменных в начале моделирования:
Установить активную и реактивную мощности, действующее значение и фазу напряжения на выводах — номинальные параметры задаются независимо от подключенной сети.
Установить начальные значения угла ротора и переменных в dq координатах — приоритет и начальные целевые значения для переменных блока задаются перед симуляцией с помощью настроек Целевые значения.
Зависимости
Если вы установите для этого параметра значение:
Установить начальные значения угла ротора и переменных в dq координатах — становится видимым раздел настроек параметров Целевые значения.
Установить активную и реактивную мощности, действующее значение и фазу напряжения на выводах — становится видимым раздел настроек параметров Начальные состояния.
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
#Напряжение на выводах —
начальная амплитуда напряжения на клеммах
В | uV | мВ | кВ | МВ
Details
Начальная амплитуда напряжения на клеммах.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Вариант инициализации значение Установить активную и реактивную мощности, действующее значение и фазу напряжения на выводах.
Единицы измерения
V | uV | mV | kV | MV
Значение по умолчанию
24e3 V
Имя для программного использования
V_mag_start
Вычисляемый
Да
#Угол напряжения на выводах —
начальная фаза напряжения на клеммах
рад | град | об | mrad | arcsec | arcmin | gon
Details
Начальная фаза напряжения на клеммах.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Вариант инициализации значение Установить активную и реактивную мощности, действующее значение и фазу напряжения на выводах.
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Вариант инициализации значение Установить активную и реактивную мощности, действующее значение и фазу напряжения на выводах.
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Вариант инициализации значение Установить активную и реактивную мощности, действующее значение и фазу напряжения на выводах.