同步发电机励磁系统的建模及仿真.docx

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同步发电机励磁系统的建模及仿真

同步发电机励磁系统的建模及仿真

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　　　　　　　　　　　　　　图１　单机―无穷大系统示意图

建模及其仿真步骤如下。

1.选择模块

首先建立一个Simulink模型窗口，然后根据系统的描述选择合适的模块添加至模型窗口中，建立模型所需的模块如下：

1）选择Machines模块库下的SynchronousMachinepuStandard模块作为同步励磁发电机、ExcitationSystem模块作为励磁控制器。

2）选择Elements模块库下的Three-PhaseTransformer（TwoWindings）模块作为三相升压变压器、Three-PhaseSeriesRLCLoad模块作为三相并联RLC负载接地、Three-PhaseFault模块作为任意相之间或者任意相与地之间的短路、Ground模块作为接地。

3）选择ElectricalSource模块库下的Three-PhaseSource模块作为无穷大系统。

4）选择Measurements模块库下的VoltageMeasurement模块作为电压测量。

5）选择MathOperation模块库下的Gain模块。

6）选择Sources模块库下的Constant模块。

7）选择SignalRouting模块库下的BusSelector模块作为输出信号选择器。

8）选择Sinks模块库下的Scope模块。

2.搭建模块

将模块放在合适的位置，将模块从输入端至输出端进行连接，搭建完的Simulink励磁系统模型如图2所示。

图2Simulink励磁系统模型

3.模块参数设置

（1）SynchronousMachinepuStandard模块参数设置

双击SynchronousMachinepuStandard模块，弹出模块参数设置对话框如图3所示。

其中，Presetmodel：

用于选择点击型号。

Rotortype：

用于选择转子类型。

Nompower,L―Lvolt，andfreq.[Pn（VA）Vn（Vrms）fn（Hz）]：

用于设置点击的额度功率、额定电压、额度频率。

Reactances[XdXd’Xd’’XqXq’’X1]（pu）：

用于设置点击电感量。

daxistimeconstants：

用于设置d坐标的时间常量。

qaxistimeconstants：

用于设置q坐标的时间常量。

Timeconstants[Td’Td’’Tgo’’]（s）：

用于设置时间常量。

StatorresistanceRs（p.u.）：

用于设置电机定子电阻。

模块的具体参数设置如图3所示。

图3SynchronousMachinepuStandard模块参数设置对话框

（2）ExcitationSystem模块参数设置

双击ExcitationSystem模块，弹出模块参数设置对话框。

模块的具体参数设置如图4所示。

图4ExcitationSystem模块参数设置对话框

（3）Three-PhaseTransformer（TwoWindings）模块参数设置

双击Three-PhaseTransformer（TwoWindings）模块，则弹出模块参数设置对话框。

模块具体参数设置如图5所示。

图5Three-PhaseTransformer（TwoWindings）模块参数设置对话框

（4）Three-PhaseSeriesRLCLoad模块参数设置

分别双击Three-PhaseSeriesRLCLoad模块和Three-PhaseSeriesRLCLoad1模块，则弹出模块参数设置对话框。

模块的具体参数设置如图6和7所示。

图6Three-PhaseSeriesRLCLoad模块参数设置对话框

图7Three-PhaseSeriesRLCLoad模块参数设置对话框

（5）Three-PhaseFault模块参数设置

双击Three-PhaseFault模块，则弹出模块参数设置对话框。

模块的具体参数设置如图8所示

图8Three-PhaseFault模块参数设置对话框

（6）Three-PhaseSource模块参数设置，模块的具体参数设置如图9所示。

图9Three-PhaseSource模块参数设置对话框

（7）VoltageMeasurement模块参数设置，模块的具体参数设置如图10所示。

图10VoltageMeasurement模块参数设置对话框

（8）Gain模块参数设置，具体参数设置如图11所示。

图11Gain模块参数设置对话框

（9）Constant模块参数设置，设置Constant模块中的ConstantValue为1.0，设置Constant1模块中的ConstantValue为1.0。

（10）BusSelector模块参数设置，具体参数设置如图12、13所示。

图12BusSelector模块参数设置对话框

图13BusSelector模块参数设置对话框

4.仿真参数设置及其运行

设置仿真参数的Starttime为0、Stoptime为10，Solveroptions的步长选择变步长Variable-step，解算方法Solve选择二阶隐式龙格-库塔解算器ode23tb，保存系统模型并仿真，仿真结果如图14~17所示。

图14Scope显示的仿真结果

图15Scope1显示的仿真结果

图16Scope2显示的仿真结果

图17Scope3显示的仿真结果