ЭЦД – Генератор синхронный (1 л. сх.)

Расчетная схема

В основе модели генератора лежат уравнения Парка-Горева, позволяющие рассчитывать электромеханические и электромагнитные переходные процессы. Расчет выполняется на основе уравнений для мгновенных значений токов и напряжений.

Общая структура модели синхронного генератора представлена на рисунке (Рис. 1).

Преобразование от abc координат к dq осуществляется следующим образом:

Обратное преобразование:

где

u_A, u_B, u_C, – фазные напряжения генератора; i_A, i_B, i_C, – фазные токи генератора; i_d,i_q – проекции вектора тока статора на оси d_q; u_d,u_q – проекции вектора напряжения генератора на оси dq; δ_г – угол положения ротора.

Переход от Вольт к относительным единицам осуществляется делением на номинальное амплитудное фазное напряжение генератора, переход от относительных единиц к Амперам умножением на номинальный амплитудный ток генератора.

Базисное напряжение равно номинальному напряжению генератора:

Базисная мощность равна номинальной полной мощности генератора:

Базисный ток будет равен номинальному амплитудному и определяется как:

Статорные уравнения генератора имеют вид (здесь и далее используется запись уравнений в относительных единицах):

где Ψ_d, Ψ_q, Ψ_ad, Ψ_aq - проекции векторов потокосцепления в зазоре и потокосцепления реакции статора на оси dq; R_s – активное сопротивление обмотки статора генератора; X_σs – индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора генератора; ω – частота вращения ротора генератора; ω₀ – частота вращения ротора генератора.

Уравнения ротора и демпферных контуров имеют вид:

где u_f – напряжение обмотки возбуждения; Ψ_f, Ψ_1d, Ψ_1q – потокосцепления обмотки возбуждения и демпферных контуров; R_f, R_1d, R_1q – активные сопротивления обмотки возбуждения и демпферных контуров; X_σf, X_σ1d, X_σ1q – индуктивные сопротивления рассеяния обмотки возбуждения и демпферных контуров.

Выражения для определения потоков взаимоиндукции имеют вид:

где

X_ad, X_aq – сопротивления взаимоиндукции по осям dq.

Выражения для определения токов статора и тока возбуждения имеют вид:

где i_f – ток возбуждения генератора.

В модели генератора учитывается по одному демпферному контуру по каждой оси.

Характеристика холостого хода учитывается если свойству "Учитывать характеристику XX" присвоено значение "Да".

Характеристика холостого хода учитывается добавочной ЭДС ΔE_I определяемой выражениями:

где V_unsat – напряжение статора генератора без учета насыщения (в относительных единицах численно равно току возбуждения генератора I_FD), V_sаt – напряжение генератора в соответствии с характеристикой холостого хода.

Уравнение движения генератора имеет вид:

где T_j – постоянная инерции турбоагрегата, M_t – момент турбины; M_e – электромагнитный момент.

Модель синхронного генератора имеет порт "T" предназначенный для подключения блока первичного двигателя (турбины, дизеля и пр.). Порт служит для приема с первичного двигателя сигналов: скорости вращения ω_t или момента M_t и для обратной передачи скорости вращения ротора генератора ω.

Сигнал ω_t используется при необходимости задать скорость вращения генератора (равной значению этого сигнала). В этом случае свойству генератора "Брать с первичного двигателя" нужно присвоить значение "Скорость вращения, о.е.". По умолчанию данное свойство имеет значение "Момент на валу, о.е.". Угол при этом определяется выражением:

Порт "SE" модели синхронного генератора предназначен для подключения модели системы возбуждения. Входным сигналом от системы возбуждения является сигнал напряжения возбуждения E_FD. Выходными сигналами генератора для системы возбуждения являются: напряжение генератора V_t, ток возбуждения I_FD, напряжения генератора в dq координатах V_d и V_q, ток генератора в dq координатах I_d и I_q, скорость вращения ротора генератора ω в о.е.

На порт "P_out" модели синхронного генератора выводится вектор значений параметров генератора. Выводимыми на порт "Р_out" параметрами генератора являются напряжение генератора Vt, ток генератора It, угловая скорость вращения ротора ω и частота напряжения генератора f_t. Структура вектора параметров генератора имеет вид:

При значении свойства "Единицы измерения параметров, выводимых с порта" равному "относительные", параметры выводятся в относительных единицах при базисных условиях. При значении этого свойства равному "именованные", параметры выводятся в единицах СИ.

Порты

Свойства

Параметры