![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Модель синхронного генератора в фазных координатах |
МОиН Украины Национальный технический университет “Харьковский политехнический институт” Кафедра электрических станцийРасчётное задание по курсу: “Математическое моделирование” на тему: “Модель синхронного генератора в фазных координатах” Выполнил: ст. гр. Э-51а Абашкина О.С. Сербиненко М.С. Бабенков А.А. Шаповал О. Проверил: доц. Пискурёв М.Ф. Харьков 2005 Общие понятия и определения в математическом моделировании Модель – некоторый объект, с помощью которого исследуются свойства оригинала и находящегося во взаимозначном соответствии с ним и более доступном для изучения. Моделирование – исследование свойств объекта методом изучения свойств другого объекта находящегося в определённом соответствии с первым объектом и более удобным для исследования. Под “моделью” понимают некоторые технические устройства, процесс, схемы замещения, мысленные образы, математические формулы. Модель должна удовлетворять 3 условиям: достоверно отображать некоторые свойства оригинала подлежащие изучению; должно быть определённое соответствие, т.е. правила позволяющие осуществить переход от свойств модели к оригиналу и наоборот; должна быть наглядной, простой и доступной для изучения. Виды моделей: 1) Структурная. Показывает структуру объекта и взаимную связь между элементами этого объекта; 2) Модели прямой аналогии. В них процессы совпадают с процессами оригинала. 3) Физические модели. Они имеют одну и ту же физическую природу с оригиналом. 4) Математические модели, которые имеют одинаковое математическое описание с оригиналом. Эти модели бывают аналоговые и цифровые. Основные допущения при составлении математической модели синхронного генератора Не учитывается магнитное насыщение генератора. В воздушном зазоре машины действуют намагничивающие силы только первой гармоники. Следовательно, ЭДС синхронного генератора – синусоидальный. Не учитываются потери на перемагничивание. Считают, что обмотки статора выполнены симметрично, а ротор генератора симметричен относительно осей d и q. Все демпферные обмотки по оси d заменены одной демпферной обмоткой аналогичной по оси q. При исследовании электромагнитных переходных процессов не учитывают изменение вращения скорости генератора. Математическая модель синхронного генератора в фазных координатах При составлении этой модели, в целях упрощения, не будем учитывать демпферные обмотки. Следовательно, уравнение баланса напряжений имеет вид: Уравнение статора: Уравнение ротора: ( 1 ) где , , , - мгновенные значения напряжений обмоток статора и ротора; , , , - потокосцепления, связанные с соответствующими обмотками; , , , - мгновенные токи, протекающие в свободных обмотках. ( 2 ) где и - индуктивности и взаимоиндуктивности соответствующих обмоток. Система уравнений 1 после подставления в неё значений из уравнений 2 превращается в систему из 4 дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами, т.к. практически все индуктивности и взаимоиндуктивности – переменные величины, т.е. являются функцией времени (вращение ротора генератора) за исключением индуктивной обмотки возбуждения.
co s Эти коэффициенты оказываются непостоянными из-за электрической и магнитной несимметрии ротора генератора. Т. о. система уравнений 1 и 2 позволяет смоделировать процессы в СГ в фазных координатах в режиме ХХ. Чтобы смоделировать СГ в нагруженном режиме или в режиме КЗ необходимо добавить систему уравнений, позволяющую найти токи в обмотках статора и ротора. Т. о. систему уравнений 1 дополненную системой уравнений 2 и уравнениями внешней цепи генератора будут представлять собой математическую модель СГ в фазных координатах. Реализация модели синхронного генератора в фазных координатах С целью упрощения модели представим её в виде 9 суперблоков. Первый суперблок моделирует переменные коэффициенты в уравнения для определения потокосцепления. Суперблоки 2,3,4,5 моделируют потокосцепление, 6,7,8 - фазное напряжение, 9-й – ток в обмотках возбуждения. Первый суперблок в свою очередь состоит из подблоков. Первые три моделируют постоянные коэффициенты , , , ; подблоки 4 – 6 моделируют индуктивности , , ; подблоки 7 – 9 моделируют взаимоиндукцию между фазами , , ; подблоки 10 – 12 моделируют взаимоиндукцию между обмотками возбуждения и фазными обмотками статора.Порядок выполнения работы I. Реализация первого суперблока 1. При реализации модели СГ в первую очередь необходимо смоделировать постоянные коэффициенты , , , . Первый подблок имеет следующую реализацию: Рис.1 – Первый подблок первого суперблока, моделирующий Реализация второго подблока: Рис.2 – Второй подблок первого суперблока, моделирующий , Реализация третьего подблока: Рис.3 – Третий подблок первого суперблока, моделирующий Каждый из трёх подблоков представляем в виде субблоков. Для этого: а) выделяем подблок; б) с помощью правой кнопки мыши находим операцию “Crea e subsys em”; в) образуем субблок; г) обозначаем входящие и выходящие параметры. 2. Моделирование индуктивностей , , : cos cos cos, где = ; - переход времени от секунд к о.е. Рис. 4 – Модель Рис. 5 – Четвертый подблок первого суперблока, моделирующий , , 3. Моделирование взаимоиндуктивностей между фазами , cos cos cos Рис. 6 – Пятый подблок первого суперблока, моделирующий , 4. Моделирование взаимоиндуктивностей между обмоткой возбуждения и фазными обмотками , . cos cos cos Рис. 7 – Шестой подблок первого суперблока, моделирующий , Каждый из подблоков преобразуем в субблок аналогично первым трём подблокам, при этом соединяя одноимённые входы и выходы подблоков. Рис. 8 – Содержимое первого суперблока 6. Образуем первый суперблок (Sb1). Рис. 9 – Первый суперблок (Sb1) II. Реализация 2 - 5 суперблоков Согласно системе уравнений (2) моделируем потокосцепления, связанные с соответствующими обмотками. Рис. 10 – Второй суперблок (Sb2) Рис. 11 – Третий суперблок (Sb3) Рис. 12 – Четвертый суперблок (Sb4) Рис. 13 – Пятый суперблок (Sb5) Преобразуем суперблоки Sb2 - Sb5 в субблоки. III. Реализация 6 – 8 суперблоков Согласно системе уравнений (1) моделируем фазные напряжения в обмотках статора. Рис. 14 – Шестой суперблок, моделирующий напряжение фазы А (Sb6) Рис. 15 – Седьмой суперблок, моделирующий напряжение фазы В (Sb7) Рис.
16 – Восьмой суперблок, моделирующий напряжение фазы С (Sb8) IV. Реализация девятого суперблока Согласно той же системе уравнений (1) моделируем ток в обмотке возбуждения. Рис. 17 – Девятый суперблок, моделирующий ток в обмотке возбуждения (Sb9) Преобразуем каждый из суперблоков в субблоки и соединяем их одноимённые входы и выходы с предыдущими блоками. Затем аналогичным образом получим суперсуперблок (SSb), на вход которого подаём и Uf. Рис. 18 – Содержимое SSb Рис. 19 – Суперсуперблок SSb V. Модель СГ в режиме ХХПодключив осциллографы к соответствующим выходам SSb, будем наблюдать изменение фазных напряжений и тока в обмотке возбуждения СГ в режиме ХХ. С помощью объединяем фазные напряжения для просмотра в одной системе координат. Т.к. в данной модели фазные токи равны 0, то это модель СГ в режиме ХХ. Рис. 20 – Модель СГ в режиме ХХ
Электротехнический отдел комплектовал Николай Иванович Борисенко, бывший главный инженер ХЭМЗа, о нем я вспоминал ранее, который после ликвидации Министерства электропромышленности, где он был членом Коллегии, попал в Госплан Союза. Я в то время работал в Совнархозе Армянской ССР. Так вот Николай Иванович и меня и Середу извлек из Совнархозов, и мы стали Главными специалистами Госкомитета - Середа по электрооборудованию для судостроения, а я по турбо- и гидрогенераторам и крупным электрическим машинам. Правда, часто на меня навешивали и другие машины - например, я был председателем Госкомиссии по приемке серии синхронных генераторов ЕСС мощностью от 5 до 100 кВт, разработанных и освоенных производством в моей любимой Армении, асинхронных двигателей серии А2-А02 9 габарита, осваиваемых Московским электромеханическим заводом им. Владимира Ильича и других. Но ничто не вечно под Луной. И, как говорил в таких случаях Главный технолог досовнархозовского Министерства электропромышленности Зильбершайд, «простейшие размножаются делением» - Госкомитет по автоматизации и машиностроению начал размножаться
3. Ремонт магнитной системы асинхронных двигателей
4. Проектирование двухскоростного асинхронного двигателя для привода деревообрабатывающих станков
5. Управление асинхронным двигателем
9. Режимы работы асинхронных двигателей
11. Проектирование асинхронного двигателя
12. Разработка асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
13. Розрахунок лінійного електричного кола символічним методом в режимі синусоїдального струму
14. Моделирование асинхронного двигателя
15. Расчет параметров асинхронного энергосберегающего электродвигателя
16. Исследование асинхронного исполнительного двигателя с полным немагнитным ротором
17. Реактивные двигатели, устройство, принцип работы
18. Контрольные испытания газотурбинных двигателей
19. Определение параметров детонации заряда ВВ
20. Гражданская Оборона. Расчет параметров ядерного взрыва
25. Причины колонизации Дальнего Востока царской Россией
26. Изучение взаимно влияющих друг на друга математических параметров
28. Устройство наддувного дизельного двигателя КамАЗ-7403.10
29. Теплоэлектроцентраль на базе турбовинтового двигателя АИ-20
30. Асинхронный электродвигатель
31. Пуск двигателя в зимних условиях
32. Структура и формирование исходных данных, необходимых для расчета параметров технологических схем
34. Выбор материала и расчет параметров обделок вертикальных столов метрополитенов
35. Автомобиль. Рабочие процессы и экологическая безопасность двигателя
37. Разработка схемы автоматического регулирования и контроля параметров управления методической печи
41. Тепловой двигатель с внешним подводом теплоты
42. Разработка двигателя ЗМЗ 53
43. Расчёт рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания автотракторного типа с помощью персональной ЭВМ
44. Система зажигания (в двигателе автомобиля)
45. Расчет карбюраторного V-образного четырехцилиндрового двигателя на шасси автомобиля ЗАЗ-968М
46. Разработка технологического процесса восстановления шатуна двигателя автомобиля ГАЗ-53А
47. Тепловой и динамический расчет двигателей внутреннего сгорания
50. Трехфазный ток, переходной процесс, четырехполюсник
51. Расчет параметров ступенчатого p-n перехода (zip 860 kb)
52. Определение параметров p-n перехода
53. Расчет переходных процессов в линейных цепях с сосредоточенными параметрами
59. Тепловые двигатели. Охрана окружающей среды
62. Тепловые двигатели и их применение
63. Особенности развития физических качеств у школьников, проживающих на Дальнем Востоке
64. Банковская система в России и пути её дальнейшего развития
65. Основные экономические параметры строительного предприятия
68. Анализ экономических и социальных результатов аграрной реформы на Дальнем Востоке
69. Япония и иностранные державы на Дальнем Востоке в конце 18 – начале 19 вв.
74. Электронные блоки управления двигателем (ECU)
75. Двигатели внутреннего сгорания на сжиженном водороде
76. Блок управления двигателем на МК.
78. Параметры социолингвистики
79. Оценивание параметров и проверка гипотез о нормальном распределении
82. Использование трехфазного орального контрацептива три-регол в гинекологии
83. Восстановление и дальнейшее развитие народного хозяйства в Москве и Московской области
84. Нормирование и измерение параметров фидеров проводного вещания
85. Улучшение экологических показателей автомобильных двигателей
89. Порошковая металлургия и дальнейшая перспектива ее развития
90. Трехфазный ток
91. Приёмо-сдаточные испытания двигателей постоянного тока. Испытание электрической прочности изоляции
92. Материалы про гидроавтоматику двигателей
93. Новые параметры военной безопасности
94. Духовно-нравственное и физическое здоровье: параметры взаимозависимости
95. Обмежена матеріальна відповідальність працівників
96. Анализ конъюнктуры рынка услуг гостеприимства и перспективы его дальнейшего развития
97. Исследование путей повышения эффективности работы гусеничного двигателя /1-3/
98. Соотношение уровневых параметров самооценки и притязаний с чертой агрессивности