Реалізація математичної моделі асинхронізованого генератора в фазних координатах в середовищі Мatlab

Abstract

Сучасні комп'ютерні технології, в основі яких лежать прикладні пакети, дають можливість більш глибокого вивчення питань, пов'язаних з процесами в елементах електричних систем, зокрема і асинхронізованих генераторах. Інструментом дослідження може слугувати програма Matlab, що потребує реалізації математичної моделі асинхронізованого генератора в її середовищі. Представлення асинхронізованого генератора математичною моделлю в фазних координатах дозволить отримувати реальні значення параметрів режиму, а, отже, і контролювати фізику процесу. Реалізація математичної моделі асинхронізованого генератора в фазних координатах базується на наступних припущеннях: магнітна система машини ненасищена, через що індуктивності машини не залежать від сили намагнічування; замість дійсних кривих розподілу сили намагнічування і індукції, в повітряному зазорі по розточуванню статора приймають тільки їх основні, перші гармонійні складові, відповідно чому наведені в статорі електрорушійні сили виражаються синусоїдами основної частоти; в магнітній системі машини відсутні які-небудь втрати; конструктивне виконання машини забезпечує повну симетрію фазних обмоток статора; ротор також симетричний щодо своїх подовжньої і поперечної осей: обмотки збудження розташовано в обох осях, демпферна обмотка ротора замінена двома взаємно перпендикулярними короткозамкненими обмотками, розташованими одна в подовжній, а інша в поперечній осях, не враховується гістерезис. Реалізація матеметичної моделі асинхронізованого генератора здійснена за допомогою систем рівнянь, що визначають струми, напругу та потокозчеплення в обмотках збудження, струми та потокозчеплення в демпферних обмотках, електрорушійні сили, напругу та струми в обмотках статора та основного рівняння руху ротора генератора. Розроблену реалізацію математичної моделі можна використовувати для дослідження перехідних процесів, що виникають в асинхронізованому генераторі при підключенні та зміні навантаження, при несиметричних режимах роботи, при коротких замиканнях в обмотках ротора та статора, при зміні швидкості обертання ротора.

Modern computer technologies, that the applied packages are the basis of, give an opportunity of deeper study of the questions related to the processes in the elements of the electric systems, in particular and asynchronized generators. A research instrument the program Matlab, that requires realization of mathematical model of asynchronized generator in her environment, can serve as. Presentation of asynchronized generator a mathematical model in phase coordinates will allow to get the real values of parameters of the mode, and, consequently, and to control physics. Realization of mathematical model of asynchronized generator in phase coordinates is based on next assumptions: the magnetic system of machine is nonsaturated, from what inductances of machine do not depend on force of magnetizing; instead of actual distribution of force of magnetizing and induction curves, in an air-gap on boring of stator accept their basic, first harmonious constituents only, according to it the electromotive forces driven to stator are expressed by the sinewaves of fundamental frequency; some losses are absent in the magnetic system of machine; structural implementation of machine provides complete symmetry of phase windings of stator; a rotor is also symmetric in relation to it longitudinal and transversal axes: windings of excitation is located in both axes, the damper puttee of rotor is transferable two mutually perpendicular shortcircuited winding located one in longitudinal, and other in transversal axes, not taken into account hysteresis. Realization of mathematical model of asynchronized generator is carried out by means of the systems of equalizations, which determine currents, tensions and flow-through in windings of excitation, currents and flow-through in damper windings, electromotive forces, tensions and currents in windings of stator and basic equalization of motion of rotor of generator. The worked out realization of mathematical model can be used for research of transients that arise up in an asynchronized generator during connecting and change of loading, at asymmetrical office hours, at short circuits in windings of rotor and stator, at the change of speed rotor rotation.