ЭЦД2 - Двигатель синхронный (sp-rotor, 1 л. сх.)

Назначение

Блок предназначен для моделирования синхронного двигателя.

Описание

В основе модели синхронного двигателя (СД) 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 СД представлена на рисунке 1.

Преобразование от abc координат к dq осуществляется следующим образом:

Обратное преобразование:

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

Базисное напряжение равно номинальному напряжению СД:

Поскольку номинальная мощность СД в каталогах является мощностью на валу, то базисная мощность равная номинальной полной мощности определяется с учетом КПД (η):

Базисный ток равен номинальному амплитудному:

В модели учитывается по одному демпферному контуру по каждой оси. Изменение параметров контура не учитывается, поэтому рекомендуется использовать для моделирования явнополюсных СД (наиболее распространены СД с шихтованным ротором).

Характеристики неявнополюсных СД с массивным ротором могут воспроизводиться некорректно.

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

Уравнения ротора и демпферных контуров имеют вид:

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.

Уравнение движения имеет вид:

Момент сопротивления на входном порте Tm задается в относительных единицах, приведенным к номинальному моменту СД.

Порт «SE» модели СД предназначен для подключения блока системы возбуждения. Входным сигналом от системы возбуждения является сигнал напряжения возбуждения E_FD.

По умолчанию в блоке включен расчет параметров схемы замещения по каталожным данным СД. Отключить автоматический расчет и задать свои параметры схемы замещения можно установив свойство Задать свои параметры схемы замещения равным Да.

Следует обратить внимание на то, что в данной модели СД постоянные времени влияют на скорость электромагнитных процессов, а сопротивление обмотки возбуждения, заданное в Ом (свойство r_f), используется только для расчета напряжения возбуждения U_f = r_f ·I_f и однозначное соотношение постоянных времени и сопротивлений не учитывается.

С учетом этой особенности правильным является задание необходимых постоянных времени для анализа процессов в электрической сети, при этом получившееся значение тока возбуждения должно соответствовать близким к реальным значениям, а напряжение возбуждения может сильно отличаться от реальных значений.

Во встроенной методике расчета параметров СД по каталожным данным для расчета постоянных времени используется коэффициент 0.7, то есть сопротивление в Ом принимается равным 0.7 U_{f nom}/ I_{f nom}. В основном это объясняется тем, что в каталогах номинальные напряжение и ток возбуждения заданы при некоторой рабочей температуре, а рекомендованная в литературе расчетная температура ниже (75° С). Кроме того есть потери напряжения и реальное напряжение на обмотке возбуждения несколько меньше, чем указываемое в каталоге.

Таким образом, если использовать расчетные параметры, то соответствие постоянных времени и напряжения возбуждения будет наблюдаться, если свойство r_f задать равным 0.7 U_{f nom}/ I_{f nom}, но при номинальном токе возбуждения напряжение возбуждения также будет 0.7 от номинального.

Свойства

Параметры

Порты

Примеры

• Demo\Электрика\ЭЦ-Динамика v 2\Двигатели синхронные\Двигатель синхронный (sp-rotor, 1 л. сх.).prt