Модель синхронного генератора в фазных координатах - дипломная работа готовая
Приём заказов:
Круглосуточно
Москва
ул. Никольская, д. 10.
Ежедневно 8:00–20:00
Звонок бесплатный

Модель синхронного генератора в фазных координатах

Диплом777
Email: info@diplom777.ru
Phone: +7 (800) 707-84-52
Url:
Логотип сайта компании Диплом777
Никольская 10
Москва, RU 109012
Содержание

МОиН Украины

Национальный технический университет

“Харьковский политехнический институт”

Кафедра электрических станций

Расчётное 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:

1. достоверно отображать некоторые свойства оригинала подлежащие изучению;

2. должно быть определённое соответствие, т.е. правила позволяющие осуществить переход от свойств модели к оригиналу и наоборот;

3. 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

1. Не учитывается магнитное насыщение генератора.

2. В воздушном зазоре машины действуют намагничивающие силы только первой гармоники. Следовательно, ЭДС синхронного генератора – синусоидальный.

3. Не учитываются потери на перемагничивание.

4. Считают, что обмотки статора выполнены симметрично, а ротор генератора симметричен относительно осей d и q.

5. Все демпферные обмотки по оси d заменены одной демпферной обмоткой аналогичной по оси q.

6. 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.

const

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 “Create subsystem”;

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 ,

4. 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 ХХ

Подключив 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

Михаил Потапов
Михаил Потапов
Я окончил горный университет, факультет переработки минерального сырья. О специальности работаю 12 лет, сам преподаю в университете. За это время написал 8 научных статей. В свободное время подрабатываю репетитором и являюсь автором в компании «Диплом777» уже более 7 лет. Нравятся условия сотрудничества и огромное количество заказов.
Поделиться дипломной работой:
Поделиться в telegram
Поделиться в whatsapp
Поделиться в skype
Поделиться в vk
Поделиться в odnoklassniki
Поделиться в facebook
Поделиться в twitter
Похожие статьи
Раздаточный материал для дипломной работы образец

Когда студент выходит на защиту перед экзаменационной комиссией, ему требуется подготовить все необходимые материалы, которые могут повысить шансы на получение высокого балла. Один из таких

Читать полностью ➜
Задание на дипломную работу образец заполнения

Дипломная — это своеобразная заключительная работа, которая демонстрирует все приобретенные студентом знания во время обучения в определенном вузе. В зависимости от специализации к исследовательским работам

Читать полностью ➜