Sadržaj - ETF:Elektrotehnički fakultet Istočno Sarajevomarko/Energetska elektronika 2/literatura... · Stalne magnetno sinhrone mašine:.....44 Pojednostavljene sinhrone mašine:

UNIVERZITET U BIHAĆUTEHNIČKI FAKULTET BIHAĆODSJEK: ElektrotehnikaSMJER: Informatika

Seminarski rad: Programski jezici i metode programiranja

Tema:SIMPOWERSYSTEMS

Mentor: mr. Edin Mujčić

Student: Almin TopićSadržaj:

UVOD:...................................................................................................................4

Modeliranje uobičajenih komponenti:............................................................................5

Električni izvori:........................................................................................................6

AC izvor struje:........................................................................................................6

AC izvor napona:.....................................................................................................7

Kontrolirani izvora struje:...........................................................................................8

Kontrolirani izvor napona:..........................................................................................9

DC izvor napona:...................................................................................................11

Trofazni programabilni izvor napona:..........................................................................11

Trofazni izvor:.......................................................................................................11

Izvor otpora:.........................................................................................................13

Izvor induktiviteta:..................................................................................................14

Elementi:................................................................................................................14

Prekidač:..............................................................................................................15

Port priključak:......................................................................................................15

Distribuirani niz parametara:......................................................................................15

Uzemljenje:..........................................................................................................16

Transformator uzemljenja:........................................................................................16

Linearni transformator:............................................................................................16

Transformator sa više navoja:....................................................................................17

Međuinduktivitet:...................................................................................................18

Neutralnost:..........................................................................................................18

Paralelna RLC grana:...............................................................................................19

Paralelno RLC opterećenje:.......................................................................................19

Pi niz odjeljaka:.....................................................................................................19

Transformator zasićenja:..........................................................................................20

Serijska RLC grana:................................................................................................20

Serijsko RLC opterećenje:........................................................................................20

Zaustavljanje velikog porasta:....................................................................................21

Trofazni prekidač:...................................................................................................21

Trofazno dinamičko opterećenje:................................................................................22

Trofazni kvar:........................................................................................................22

Trofazni harmonijski filter:.......................................................................................23

Trofazna zajednička induktivnost Z1-Z0:......................................................................24

Trofazna paralelna RLC grana:...................................................................................24

Trofazno paralelno RLC opterećenje:...........................................................................25

Trofazni PI niz odjeljaka:..........................................................................................26

Trofazna serijska RLC grana:.....................................................................................27

Trofazno serijsko RLC opterećenje:.............................................................................27

Trofazni transformator (tri navoja):.............................................................................28

Trofazni transformator(dva navoja):............................................................................29

Trofazni transformator 12 terminala:............................................................................30

Dodatna biblioteka:..................................................................................................31

Blokovi kontrole:....................................................................................................31

Sinhronizirani 12-pulsni generator:...........................................................................31

PWM generator:..................................................................................................32

Sinhronizirani 6-pulsni generator:............................................................................34

Programator:......................................................................................................35

Diskretni blokovi kontrole:........................................................................................35

Diskretna mjerenja:.................................................................................................36

Mjerenja:..............................................................................................................36

Fazor biblioteka:....................................................................................................36

Mašine:..................................................................................................................37

Asinhrone mašine:..................................................................................................37

DC mašine:...........................................................................................................38

Sistem pobude:......................................................................................................39

Stabilizator generičnog sistema snage:..........................................................................40

Hidraulične turbine i regulator:...................................................................................42

Multi-band stabilizator sistema snage:..........................................................................43

Stalne magnetno sinhrone mašine:...............................................................................44

Pojednostavljene sinhrone mašine:..............................................................................45

Jednofazne asinhrone mašine:....................................................................................46

Parna turbina i regulator:..........................................................................................47

Stepper motor:.......................................................................................................48

Prekidački reluktantni motor:.....................................................................................50

Sinhrone mašine:....................................................................................................51

Mjerenja:...............................................................................................................51

Trenutna mjerenja:..................................................................................................52

Mjerenje impedanse:...............................................................................................52

Multimetar:...........................................................................................................53

Trofazna V-I mjerenja:.............................................................................................53

Mjerenje napona:....................................................................................................54

Energetska elektronika:.............................................................................................54

Diode:.................................................................................................................55

GTO tiristor:.........................................................................................................55

Idealni prekidač:.....................................................................................................57

IGBT:..................................................................................................................58

MOSFET:.............................................................................................................59

Most tri nivoa:.......................................................................................................60

Tiristor:................................................................................................................61

Univerzalni most:...................................................................................................62

Zaključak:..............................................................................................................63

Zaključak:

UVOD:

SimPowerSystems proširuje Simulink alatima za modeliranje i simulaciju proizvodnje, prijenosa, distribucije i potrošnje električne energije. Obuhvata modele mnogih komponenata koje se koriste u tim sistemima, uključujući i trofazne strojeve, električne pogone, biblioteke specifičnih korištenih modela kao fleksibilni AC prijenosni sistem (FACTS) i generacija snage-vjetra.

Harmonijska analiza, proračun ukupnog harmonijskog izobličenja (THD), učitavanje toka i ostale analize elektroenergetskog sistema su automatske. SimPowerSystems modeli mogu biti diskretizirani sa ciljem ubrzavanja simulacije. SimPowerSystems podržava razvoj kopleksnih samoodrživih elektroenergetskih sistema poput onih na automobilu, avionu, proizvodnim postrojenjima i elektroprivrednim aplikacijama. On se može kombinirati sa drugim modelima MathWorks proizvoda do modela kompleksne interakcije višedomenskih fizikalnih sistema. Uz pomoć SimPowerSystems gradimo model sistema kao što bismo sastavili fizički sistem. Komponente modela su spojene fizički što predstavlja idealno provođenje puteva. Ovaj pristup vam omogućava opisivanje fizičke strukture sistema. Iz tog modela SimPowerSystem automatski gradi diferencijalnu algebarsku jednačinu, te karakterizira ponašanje sistema. Ove jednačine su integrirane sa ostatkom Simulink modela. Senzorski blokovi u SimPowerSystems se mogu koristiti za mjerenje struje i napona u energetskoj mreži, a zatim te signale proslijediti u standardne Simulink blokove. Izvorni blokovi omogućavaju Simulink signalima da dodijeljuju vrijednost varijablama električne struje i napona. Senzori i izvorni blokovi omogućuju povezivanje algoritma kontrole razvijenog u Simulinku sa SimPowerSystems mrežom.

Modeliranje uobičajenih komponenti:

Simpowersystem omogućava modeliranje uobičajenih komponenata uz korištenje fundamentalnih elemenata sa Simulink blokovima.Simpowersystem obuhvata:

1. Električni izvori

2. Elementi3. Dodatna biblioteka – unutar koje se nalaze:

a. Blokovi kontroleb. Diskretni blokovi kontrolec. Diskretna mjerenjad. Mjerenjae. Fazor (fazi-vektor) biblioteka

4. Mašine5. Mjerenja6. Fazor (fazi-vektor) elementi7. Energetska elektronika

Električni izvori:

Tu spadaju sljedeći elementi:

1. AC izvor struje2. AC izvor napona3. Kontrolirani izvora struje4. Kontrolirani izvora napona5. DC izvor napona6. Trofazni programabilni izvor napona7. Trofazni izvor

AC izvor struje:

AC blok izvora struje implementira idealni AC izvor struje. Pozitivan smjer struje je označen strelicom u ikoni bloka. Generirani izvor I je opisan sljedećim odnosom:

sin( )I A tω φ= +

2 fω π=

φ →faza u radijanima

Negativne vrijednosti su dozvoljene za amplitudu i fazu. Nula frekvencije specificira DC izvor struje. Ne možete unositi negativne frekvencije; u tom slučaju Simulink vraća grešku, i blok izbacuje znak upitnika na svojoj ikoni. Prva tri parametra bloka se mogu izmijeniti u bilo kojem trenutku tokom simulacije.

Dijaloški okvir sa parametrima

AC izvor napona:

AC blok izvora napona implementira idealan AC izvor napona. Generiran napon U je opisan sljedećim odnosima:

sin( )

2

faza u radijanima

U A t

f

ω φω πφ

= +=→

Negativne vrijednosti su dozvoljene za amplitudu i fazu. Nula frekvencije specificira DC izvor struje. Negativna frekvencija nije dozvoljena; u suprotnom Simulink vraća grešku i blok izbacuje znak upitnika na svojoj ikoni.


Kontrolirani izvora struje:

Blok kontroliranog izvora struje omogućuje kontroliranje strujnog izvora simulink signalom. Pozitivan smijer struje pokazuje strelica na ikoni bloka. Možete inicijalizirati blok kontroliranog izvora struje sa specifičnim AC DC strujnim izvorom. Ako želite pokrenuti simulaciju u stabilom stanju, ulaz bloka mora biti spojen na signal počevši kao sinusoidni ili DC valni oblik koji odgovara na početne vrijednosti.


Kontrolirani izvor napona:

Blok kontroliranog izvora napona omogućuje kontroliranje naponskog izvora Simulink signalom. Možete inicijalizirati blok kontroliranog izvora napona sa specifičnim AC DC naponskim izvorom. Ako želite pokrenuti simulaciju u stabilom stanju, ulaz bloka mora biti spojen na signal počevši kao sinusoidni ili DC valni oblik koji odgovara na početne vrijednosti.


DC izvor napona:

Blok DC izvora napona implementira idealni DC izvor napona. Pozitivni terminal je naznačen znakom plus na jednom portu. Napon se može mjenjati u svakom trenutku trajanja simulacije.

Dijališki okvir sa parametrima

Trofazni programabilni izvor napona:

Ovaj blok se koristi za generiranje trofaznog sinusoidnog napona sa parametrima vremenske raznolikosti. Možete programirati vrijeme varijacije za amplitude, faze ili frekvencije temeljne komponente izvora. Pored toga dvije sekundarne frekvencije mogu biti programirane i preklopljene sa temeljnim signalom.

Trofazni izvor:

Implementira trofazni izvor sa unutarnjim R-L impedansama.Opis:

Blok trofaznog izvora implementira balansirani trofazni naponski izvor sa unutarnjim R-L impedansama. Trofazni naponski izvori su spojeni u Y sa neutralnom povezanošću koja može biti utemeljena iz unutrašnjosti ili koja može biti načinjena dostupnom. Možemo specificirati izvor unutarnjega otpora i promjenu protoka struje direktnim unošenjem vrijednosti R i L, ili indirektnim specificiranjem izvora induktivnog nivoa kratkog-kruga i omjerom X/R.


RMS napon faza do faze:

Unutarnji napon faza do faze izražen je u voltima RMS (Vrms)

Ugao faze od faze A:

Ugao faze unutarnjeg napona generiran od strane faze A, u stepenima. Tri napona su generirana u pozitivnom redosljedu. To su, faza B i faza C unutarnji naponi koji lagiraju fazu A između 120 i 240 stepeni.

Frekvencija:

Izvor frekvencije izražen je u hercima (Hz)

Unutarnja konekcija:

Unutarnja konekcija od tri unutarnja naponska izvora. Ikona bloka je nadograđena prema izvoru konekcije.Izaberite jednu od sljedeće tri konekcije:

Y tri naponska izvora su spojena u Y i u unutrašnjosti teku neutralno.Yn tri naponska izvora su spojena u Y u neutralnu vezu koja je dostupna kroz četvrti terminalYg tri naponska izvora su spojena u Y i u unutrašnjosti su utemeljeni neutralno

Specificirati impedansu koristeći nivo kratkog kruga:

Odabrati za određivanje unutarnje impedanse koristeći induktivni nivu kratkog kruga i omjer X/R.

Trofazni nivo kratkog kruga pri baznim naponima:

Trofazna induktivna snaga kratkog kruga, u volt amperima (VA), pri određenim baznim naponima, koristi se za računanje promjene toka struje L. Ovaj parametar je dostupa samo ako je odabrana opcijaSpecificirati impedansu koristeći nivo kratkog spoja.Unutarnja induktivnost L (u H) je proračunata iz induktivne trofazne snage kratkog spoja snage Psc (u VA), baznog napona Vbase (u Vrms faza do faze), i frekvencije izvora f (izražena u Hz) na sljedeći način:

2( ) 1*

2

VbaseL

Psc fπ=

Bazni napon:

Bazni napona faza na fazi, u voltima RMS, koristi se za specifikaciju nivoa trofaznog kratkog spoja. Bazni napon je većinom nominalni izvor napona.ovaj parametar je dostupan ukoliko je odabrana opcija Specificirati impedansu koristeći nivo kratkog spoja.

Omjer X/R:

Omjer X/R po nominalnom izvoru frekvencije ili faktora kvalitete unutarnjeg izvora impedanse. Ovaj parametar je dostupan samo ako je odabrana opcija Specificirati impedansu koristeći nivo kratkog spoja.Unutarnji otpor R se računa iz izvora reaktancije X na utvrđenoj frekvenciji i omjera X/R na sljedeći način:

2

( ) ( )

X fLR

X X

R R

π= =

Izvor otpora:

Ovaj parametar je dostupan ako nije odabrana opcija Specificirati impedansu koristeći nivo kratkog spoja. Izvor unutarnjeg otpora izražava se u Omima (Ω).

Izvor induktiviteta:

Ovaj parametar je dostupan ako nije odabrana opcija Specificirati impedansu koristeći nivo kratkog spoja. Izražena je u Henrijima (H).

Važno: na nulu možemo postaviti ili otpor ili induktivitet, ali ne i oboje istovremeno. Blok ikone se obnavlja u skladu sa tim.

Elementi:

Tu spadaju:

1. Prekidač2. Port priključak3. Distribuirani niz parametara4. Uzemljenje5. Transformator uzemljenja6. Linearni transformator7. Više-navojski transformator8. Međuinduktivitet9. Neutralnost10. Paralelna RLC grana11. Paralelno RLC opterećenje12. PI niz odjeljaka13. Saturable transformator14. Serijska RLC grana15. Serijsko RLC opterećenje16. Odvodnik17. Trofazni prekidač18. Trofazno dinamičko opterećenje19. Trofazni kvar20.Trofazni harmonijski filter21. Trofazna zajednička induktivnost Z1-Z022. Trofazna paralelna RLC grana23. Trofazna paralelno RLC opterećenje24. Trofazni PI niz odjeljaka25. Trofazna serijska RLC grana26. Trofazno serijsko RLC opterećnje27. Trofazni transformator (tri navoja)28. Trofazni transformator (dva navoja)29. Trofazni transformator 12 terminala30.Cik cak transformator premještanja faze

Prekidač:

Blok prekidača implementira prekid kruga u kojem vrijeme otvaranja i zatvaranja može biti kontrolirano od strane vanjskog Simulink signala ili od strane tajmera kontrole vremena.

Prekidač 1 Prekidač 2 Prekidač 3

Kada je blok prekidača postavljen u modu vanjske kontrole, ulaz Simulinka se pojavljuje na ikoni bloka. Kontrolni signal spojen na ulaz Simulinka mora biti ili 0 ili 1 (0 – za otvaranje bloka, a 1 za njegovo zatvaranje).Kada je blok prekidača postavljen u modu unutarnje kontrole, vremena prekidanja su definisana u dijaloškom okviru bloka.Kada je prekidač zatvoren otpor na njemu je zanemariv u poređenju sa njegovim vanjskim komponentama. Kada je prekidač otvoren, ima neograničeno veliki otpor.

Port priključak:

Blok port priključak smješten je unutar podsistema stvoren od strane blokova SimPowerSystems, stvara fizički modeliran port priključak otvorenog kruga. Kada se priključi na priključnu liniju, port postaje stabilan. Kada se započne simulacija stabilni port postaje električni terminalni port. Ako priključimo individualne SimPowerSystems blokove i podsisteme nepravljene od SimPowerSystems blokova, jedne sa drugima sa SimPowerSystems priključnim linijama, umjesto regularne linije Simulink signala. Podsistemi sastavljeni od blokova SimPowerSystems automatski imaju otvoren krug priključnih portova.

Distribuirani niz parametara:

Blok Distribuirani niz parametara implementira model N-faznih distribuiranih nizovaa parametara sa gubitcima. Model se zasniva na Bergeron metodi putujećeg vala korišten od strane Elektromagnetskog programa kratkoga trajanja (EMTP). U ovom modelu, distribuirana LC linija bez gubitaka je karakterizirana sa dvije vrijednosti (za jedno-faznu liniju):

c

LZ

C=

I fazna brzina:

v LC=

Model se služi činjenicom da kvantitet e + Zi (e – linija napona, i – striujna linija) ulazi na jednom kraju linije i mora stići nepromijenjen na drugom kraju nakon kašnjenja prenosa

d

vτ =

, gdje je d – dužina linije.

Za višefazne linijske modele, modalna transformacija se koristi za konverziju linijskih kvantiteta iz faznih u modalne vrijednosti nezavisne jedni od drugih.

Uzemljenje:

Blok Uzemljenje implementira povezivanje sa zemljom.

Transformator uzemljenja:

Transformatori uzemljenja se koriste u distribuiranim mrežama i u nekim strujno elektronskim konverterima u cilju pronalazka neutralne tačke kod trožičanih sistema. Ovaj transformator je trofazni transformator sa duplim namotajem, namotaj 1 i namotaj 2 spojeni cik cak kao što je prikazano na slici:

Slika prikazuje jednofazni-teret spojen između faze C i uzemljenja u trožičnom sistemu. Struja I apsorbovana teretom vraća se na izvor kroz zemlju i neutralna je kod transformatora uzemljenja.

Linearni transformator:

Implementira dvije ili tri spirale linearnog transformatora.

Model linearnog transformatora koji je prikazan na slici se sastoji od tri para spiarala iste jezgre.

Model se sastoji od otpora (R1, R2, R3), i induktiviteta (L1, L2, L3), kao i od karakteristika magnetizma jezgre, koji je modeliran u linearnoj grani (Rm, Lm).

Konverzja po jedinici:

Svaki otpor i induktivitet se definiraju kao:

( )( )

base

RR pu

R

Ω=

( )( )

base

L HL pu

L=

Bazna impedansa i bazni otpor iznose:

2( )nbase base base

n

VZ R X

P= = =

2base

base

XL

fnπ=

Transformator sa više navoja:

Implementira više navoja transformatora sa gubitcima.Transformator sa više namotaja provodi transformator gdje se broj namotaja može definirati za primarne ( namotaji sa lijeve strane) i sekundarne ( namotaji sa desne strane).Ekvivalentni krug bloku transformatora sa više namotaja sa dva primarna i tri sekundarna namotaja prikazano je na narednoj slici.

Međuinduktivitet:

Međuinduktivitet se može koristiti za modeliranje dva ili tri namotaja induktiviteta sa jednakom međusobnom spojnicom, ili za modeliranje generaliziranih višenamotajnih međuinduktiviteta uz uravnotežene ili neuravnotežene sprege.

Ako se odlučimo za modeliranje dva ili tri namotaja induktiviteta sa jednakom međusobnom spojnicom, tada mi navodinmo samo-otpor i induktivitet svakog namotaja i međusobne otpore i induktivitet. Električni model je dan na slici:

Neutralnost:

Neutralnost implementira zajednički čvor sa određenim brojem čvora. Ovaj blok se može koristiti za povezivanje dvije tačke bez da se crta linija povezivanja.

Paralelna RLC grana:

Sastoji se od otpornika, indukatora i kondenzatora koji su međusobno paralelno vezani. Ako bilo koji od navedenih elemenata eliminiramo, bilo da su to R, L ili C vrijednosti su automatski postavljeni na beskonačnu vrijednost i 0.

Paralelno RLC opterećenje:

Paralelno RLC opterećenje implementira linearno opterećenje kao paralelnu kombinaciju RLC elemenata.

Pri određenim frekvencijama, opterećenje prikazuje impedansu koja je konstantna. Aktivne i reaktivne snage apsorbovane od strane opterećenja su proporcionalne pravogaonom primjenjenom naponu.

Pi niz odjeljaka:

Pi niz odjeljaka implementira jedno faznu liniju prenosa sa parametrima unutar Pi odjeljaka. Za prenosnu liniju, otpor, induktivnost i kapacitivnost su u svim slučajevima distribuirani jednom linijom. Model distribuirane linije parametara približno je prikazan kaskadom nekoliko Pi odjeljaka na slici:

Domet maximalne frekvencije je dat sa formolom:

max

*

8* tot

N vf

l=

gdje je:

N – broj PI odjeljakaV – brzinaLtot – dužina linije (km)

Transformator zasićenja:

Model transformator zasićenja prikazan je na slici, sastavljen je od tri para namotaja na istoj jezgri.

Ovaj model se satoji od 3 otpora (R1, R2, R3), 3 induktiviteta (L1, L2, L3), kao i od magnetiziranih karakteristika jezgre, koje je modelirana otporom Rm koji simulira aktivne gubitke jezgre i zasićenu induktivnost Lsat.Možemo birati jednu od dvije opcije za modeliranje nelinearnih karakteristika proticanja struje:

1. Model zasićenja bez istereze. Potpuni čelični gubitci su modelirani linearnim otporom, Rm.

2. Model istereze i zasićenja. Strujni gubitci u jezgri su modelirani linearnim otporom, Rm.

Serijska RLC grana:

U seriju su vezani otpornik, induktivitet i kondenzator. Koristimo parametar tip grane za odabir elemenata koje želimo uključiti u granu. Ako eliminišemo bilo koji od elemenata R, L, C, njihove vrijednosti se automatski primaju vrijednosti 0,0 i beskonačno.

Serijsko RLC opterećenje:

Serijska veza opterećenja R, L, C elemenata.Pri određenim frekvencijama, opterećenje prikazuje impedansu koja je konstantna. Aktivne i reaktivne snage apsorbovane od strane opterećenja su proporcionalne pravogaonom primjenjenom naponu.

Zaustavljanje velikog porasta:

Implementira visoki nelinearni otpornik koji se koristi da štiti opremu od visokih napona. Za aplikacije koje zahtijevaju rasipanje snage, nekoliko redova diskova metalnog oksida su paralelno vezani unutar istog porculanskog prostora. Nelinearne V-I karakteristike svake kolumne zaustavljanja velikog porasta modeliran je kombinacijom tri eksponencijalne funkcije u formi:

1/( ) ii

ref ref

V Ik

V Iα=

V-I karakteristike su grafički predstavljene:

Trofazni prekidač:

Implementira trofazni prekidač kruga gdje otvaranje i zatvaranje može biti kontrolirano ili sa vajnskim Simulink signalom, ili sa unutarnjim kontrolnim tajmerom.Trofazni prekidač koristi prekidački blok spojen između ulaza i izlaza bloka. Možemo koristiti ovaj blok u seriji sa trofaznim elementima koje želimo isljučiti.Ako je trofazni prekidač postavljen u mod vanjske kontrole, kontrolni ulaz se nalazi u ikoni bloka. Kontrolni signal spojen na ovaj ulaz mora biti 0 ili 1, 0 da otvori prekidač, 1 da ga zatvori. Ako je trofazni prekidač postavljen u mod unutarnje kontrole, vrijeme prekidanja se definiše u dijaloškom bloku. Tri individualna prekidača su kontrolirani istim signalom.

Trofazno dinamičko opterećenje:

Implementira tri faze,tro-žičano dinamičko opterećenje čija aktivna snaga P i reaktivna snaga Q vrijede kao napon pozitivnog slijeda. Negativni i nulti napon se ne simuliraju. Tri strujna opterećenja su balansirana, čak i pod nebalansiranim opterećenjem naponskih stanja. Opterećenje impedanse se drži kao konstanta ako je terminalni napon V opterećenja manji od zadane vrijednosti Vmin. Kada je terminalni napon veći od Vmin, aktivna snaga P i reaktivna snaga Q imaju sljedeći oblik:

10

0 2

(1 )( ) ( )

(1 )pn p

p

T sVP s P

V T s

+=

+

10

0 2

(1 )( ) ( )

(1 )qn q

q

T sVQ s Q

V T s

+=

+

Gdje je:

V0 – inicijalni pozitivni slijed naponaP0 i Q0 – inicijalne aktivna i reaktivna snaga inicijalnog napona V0

V – pozitivni slijed naponanp i nq – eksponenti koji kontroliraju prirodu opterećenjaTp1 i Tp2 – vremenske konstante koje kontroliraju dinamiku aktivne snage PTq1 i Tq2 – vremenske konstante koje kontroliraju dinamiku reaktivne snage Q

Trofazni kvar:

Implementira prekidač trofaznog kruga gdje vrijeme otvaranja i zatvaranja može biti kontrolirano ili sa vanjskog simulnik signala ili sa unutarnjeg kontrolnog tajmera.Blok trofaznog kvara koristi prekidačke blokove koji individualno mogu biti isključeni ili uključeni za programiranje kvara faza do faze, kvar faza do uzemljenja, ili kombinacija ovih dvaju kvarova.

Ako je blok trofaznog kvara postavljen u mod vanjske kontrole, kontrolni ulaz se nalazi u ikoni bloka. Kontrolni signal spojen na četvrti mora biti 0 ili 1, 0 da otvori prekidač, 1 da ga zatvori. Ako je blok trofaznog kvara postavljen u mod unutarnje kontrole, vrijeme prekidanja se definiše u dijaloškom bloku. Serijski Rp i Cp prigušni članovi su uključeni u kolo.

Trofazni harmonijski filter:

Trofazni harmonijski filteri su elementi koji se koriste za smanjivanje distorzije napona i za ispravljanje faktora snage. Nelinearni elementi poput elektroničkih konvertera snage, generiraju harmonijske struje i harmonijske napone, koji se ubrizgavaju u sistem snage. Rezultat distorzije struje koje teku kroz sistemsku impedansu je proizvodnja harmonijske naponske distorzije. Harmonijeski filteri proizvode distorzije prilikom preusmjeravanja struje u male puteve impedanse. Harmonijski filteri su dizajnirani da budu kapacitivni pri fundamentalnim frekvencijama, tako da se također koriste za proizvodnju reaktivne snage koju zahtijevaju konverteri i za ispravljanje faktora snage.

U cilju postizanja odgovarajuće distorzije, nekoliko vrsta filtera različitih tipova su spojeni u paralelu. Najčešće korišteni tipovi filtera su:

1. Band-pass filter, koji se koristi za filtriranje najnižeg reda harmonije, kao što su peti, sedmi, jendanaesti, trinaesti i tako dalje. Band-pass filteri mogu se podešavati na jednoj ili dvije frekvencije.

2. High-pass filter, koji se koristi za filtriranje harmonije visokog reda i pokriva širok spektar frekvencija. Posean tip high-pass filtera, C-tip high-pass filter, on se koristi radi otkrivanja reaktivne snage i radi izbjegavanja paralelnih rezonanci. Također dozvoljava filtriranje harmonije nižeg reda, nema gubitaka u fundamentalnoj frekvenciji.

Trofazni harmonijski filtri se koriste za izgradnji RLC elemenata. Vrijednost otpora, induktivnosti i kapacitivnosti su određene tipom filtera i na osnovu sljedećih parametara:

– Reaktivna snaga pri nominalnim naponima– Podešavanja frekvencije– Faktor kvalitete, on predstavlja mjeru oštrine podešavanja frekvencije. Određena je sa

vrijednosšću otpora.Četiri tipa filtera koji se modeliraju pomoću bloka trofaznog harmonijskog filtera su prikazani na slici:

Podesivi jednom frekvencijom Podesivi sa dvije frekvencije High-pass C-tip High-pass filtera

Trofazna zajednička induktivnost Z1-Z0:

Implementira trofaznu induktivnu i otpornosnu impedansu sa zajedničkim sparivanjem među fazama. Ima istu funkciju kao i blok trožičanog međuinduktiviteta. Za trofazne balansirane sisteme snage, doprinosi jednostavnijim načinom unosa parametara sistema u terminima pozitivne i nulte sekvence otpora i induktiviteta.


Trofazna paralelna RLC grana:

Implementira tri balansirane grane, koje sadrže otpornik, induktor, kondenzator ili paralelnu kombinaciju ovih. Preko parametra Tip grane određujemo elemente koje želimo uključiti u granu. Ako eliminiramo ili otpor ili induktivitet ili kapacitete svake grane, R,L,C vrijedosti se automatski postavljaju u beskonačno, beskonačno i 0 i odgovarajući parametri se više ne javljaju u dijaloškom okviru. Jedini prisutni elementi su prikazani na ikoni bloka.Negativne vrijednosti su dozvoljene za otpor, induktivitet i kapacitivnost.

Dijaloški okvir sa parametrrima

Trofazno paralelno RLC opterećenje:

Implementira trofazno balansirano opterećenje kao paralelnu kombinaciju RLC elemenata. Na određenim frekvencijama, opterećenje je sačinjeno od konstantnih impedansi. Aktivne i reaktivne snage apsorbovane teretom su proporcionalne kvadratu primjenjenih napona.


Trofazni PI niz odjeljaka:

Implementira balansirani trofazni model linije prenosa sa parametrima umetnutim u PI odjeljku. Nasuprot modelu distribuirane linije parametara gdje otpor, induktivitet i kapacitet su uvijek distribuirani duž linije, trofazni PI niz odjeljaka sadrži parametre linije u jednom PI odjeljku kao što je prikazano na slici:

Parametri linije R,L i C, su određeni kao pozitivne i nula sekvence parametara koji uzimaju u obzir induktivno i kapacitivno sparivanje između trofaznih konduktora, kao i parametri uzemljenja. Tri faze moraju biti balansirane.


Trofazna serijska RLC grana:

Implementira tri balansirane grane gdje svaka sadrži ili otpornik ili induktor ili kondenzator, ili serijsku kombinaciju navedenih. Parametrom Tip grane biramo elemente koje želimo uključiti u svaku granu. Ako eliminišemo bilo koji od elemenata R, L ili C, vrijednosti se automatski postavljaju na 0, 0, beskonačno i navedeni parametri se više ne javljaju u dijaloškom okviru. Samo elemeni koji su postojani se javljaju u ikoni bloka.


Trofazno serijsko RLC opterećenje:

Implementira trofazno balansirano opterećenje kao serijska kombinacija RLC elemenata. Pri određenim frekvencijama, opterećenje je sačinjeno od konstantnih impedansi. Aktivne i reaktivne snage apsorbirane od strane opterećenja su proporcionalane kvadrati primjenjenog napona. Samo elemnti čija je snaga različita od nule su prikazani u dijaloškom okviru.


Trofazni transformator (tri navoja):

Ovaj blok implementira trofazni transformator koristeći tri jednofazna transformatora sa tri navoja. Možemo simulirati zasićenu jezgru, jednostavnim postavljenjem kvačice u meniju parametara bloka.Tri namotaja transformatora mogu biti priključeni na sljedeće načine:

– Y– Y sa dostupnom neutralnošću– Uzemljeni Y– Delta (D1), delta odgrađivanje Y za 30 stepeni– Delta (D11), delta odgrađivanje Y za 30 stepeni

Blok uzima onaj tip konekcije koji mi odaberemo, i ikona bloka je automatski ažurirana. Ulazni port označen sa N je dodan bloku ukoliko izaberemo Y konekciju sa dostupnom neutralnošću za namotaj 1.Karakteristike zasićenja, su iste kao što je opisano u bloku transformatora zasićenja, i ikona bloka je automatski ažurirana. Ukoliko kretanja nisu određena, vrijednosti su postavljene tako da simulacija počinje iz pozicije mirovanja.


Trofazni transformator(dva navoja):

Ovaj blok implementira trofazni transformator koristeći tri jednofazna transformatora sa tri navoja. Možemo simulirati zasićenu jezgru, jednostavnim postavljenjem kvačice u meniju parametara bloka.Tri namotaja transformatora mogu biti priključeni na sljedeće načine:

– Y– Y sa dostupnom neutralnošću– Uzemljeni Y– Delta (D1), delta odgrađivanje Y za 30 stepeni– Delta (D11), delta odgrađivanje Y za 30 stepeni

Blok uzima onaj tip konekcije koji mi odaberemo, i ikona bloka je automatski ažurirana. Ulazni port označen sa N je dodan bloku ukoliko izaberemo Y konekciju sa dostupnom neutralnošću za namotaj 1.

Karakteristike zasićenja, su iste kao što je opisano u bloku transformatora zasićenja, i ikona bloka je automatski ažurirana. Ukoliko kretanja nisu određena, vrijednosti su postavljene tako da simulacija počinje iz pozicije mirovanja.


Trofazni transformator 12 terminala:

Implementira tri monaofaze, dva-namotaja linearnog transformatora gdje svih dvanaest konektora su dostupni. Ovaj blok se može koristiti umjesto bloka trofaznog transformatora(dva navoja) radi implementacije trofaznog transformatora gdje primar i sekundar nisu nužno konektovani u Y ili Delta.


Dodatna biblioteka:

a. Blokovi kontroleb. Diskretni blokovi kontrolec. Diskretna mjerenjad. Mjerenjae. Fazor (fazi-vektor) biblioteka

Blokovi kontrole:

a. Sinhronizirani 12-pulsni generatorb. 1-fazni PLLc. Filter prvog redad. Filter drugoga redae. 3-fazni programabilni izvorf. 3-fazni PLLg. Bistabilh. Detektor ivicai. Monostabilj. On/Off dilejk. Generator PWMl. Primjerak i zadržavanjem. Sinhronizirani 6-pulsni generatorn. Programator

Sinhronizirani 12-pulsni generator:

Ovaj blok generira dva vektora od po 6 pulseva sinhronizirani na dvanaest tiristorskih zamjenskih napona. Prvi set pulseva, označeni PY, je poslano na 6-pulsni most spojen u Y drugog namotaja Y/Y/Delta konvertera transformatora. Drugi set pulseva, označeni sa PD, je poslano na 6-pulsni most spojen u Deltu drugog namotaja konvertera transformatora.

Sinhronizirani naponi predviđeni za generator su trofazni uzemljeni naponi Va, Vb, Vc mjereni na primarnoj strani (Y) Y/Y/Delta konvertera transformatora.


PWM generator:

Ovaj blok generira pulseve za puls baziran na nošenje sa modulacionim konverterom koji koriste topologiju dva nivoa. Može se koristiti za pokretanje prisilne razmjene uređaja (FETs, GTOs, IGBTs) jedne faze, dvije faze, tri faze, most dva nivoa ili kombinacija dva trofazna mosta.

Pulsevi su generirani usporedbom trouglastog nosioca forme signala prema preporučenom prilagođenom signalu. Prilagođeni signali mogu biti generirani od strane PWM generatora, ili mogu biti vektori izlaznog signala spojeni na ulaz bloka. Jedan preporučeni signal je dovoljan za generiranje pulsa jednorukog ili dvorukog mosta, dok tri preporučena signala su potrebna za generisanje pulseva za trofazne, jednostruke ili dvostruke mostove.

Amplituda, faza i frekvencija preporučenog signala su postavljeni da kontroliraju izlazni napon mosta spojenog na PWM generator.

Naredna slika prikazuje dva pulsa generirana PWM generatorom kada je programiran da kontrolira jednoruki most.

Dijaloški odvir sa parametrima

Sinhronizirani 6-pulsni generator:

Koristi se za pokretanje šest tiristora od 6-pulsnih konvertera. Izlaz iz bloka je vektor od 6 pulseva individualno sinhronizirani na 6 tiristorskih napona. Pulsevi su generirani alfa stepeni nakon povećavanja nultog prelazka tiristora zamjene napona.

Na narednoj slici prikazana je sinhronizacija šest pulseva za alfa ugao od 0 stepeni. Pulsevi su generirani tačno na nulu prelazeći tri linija do linije sinhronizirana napona.


Programator:

Generira promjenu signala u određenim vremenskim periodima. Ovaj blok se koristi za generisanje logičkog signala (0 i 1 amplitude) i kontrolira vrijeme otvaranja i zatvaranja prekidača snage kao što su blok Prekidač i idealni blok prebacivanja. Također ovaj blok se koristi za generiranje signala čije amplitudne promjene idu koracima pri određenim vremenskim intervalima.


Diskretni blokovi kontrole:

– Diskretni filter drugog reda– Diskretni filter Butter-vrijednost– Diskretni jednofazni PLL– Diskretni 12-pulsna HVDC kontrola– Diskretni filter prvog reda– Diskretni varijabilno podesivi filter drugog reda– Diskretni trofazni programabilni izvor– Diskretni trofazni PLL– Diskretni trofazni PWM generator– Diskretni bistabil– Diskretni detektor ivice– Diskretna Gamma mjerenja– Diskretni HVDC kontroler– Diskretni monostabil– Diskretni On/Off dilej– Diskretni PI kontroler– Diskretni PID kontroler– Diskretni PWM generator– Diskretni SV PWM generator– Diskretni primjerak i posjedovanje– Diskretna registracija promjene– Diskretna sinhonizacija 12-pulsnog generatora– Diskretna sinhronizacija 6-pulsnog generatora– Diskretni programator– Diskretni virtualni PLL

Diskretna mjerenja:

– 3-fazna trenutna aktivna i reaktivna snaga– Diskretna aktivna i reaktivna snaga– Diskretni Furier– Diskretne umjerene vrijednosti– Diskretne RMS vrijednosti– Diskretni trofazni pozitivni redosljed aktivne i reaktivne snage– Diskretni trofazni PLL pozitivni redosljed aktivne i reaktivne snage– Diskretni trofazni PLL pozitivni redosljed fundamentalne vrijednosti– Diskretni trofazni pozitivni redosljed fundamentalne vrijednosti– Diskretni trofazni analizer redosljeda– Diskretna trofazna cjelokupna snaga– Diskretna PLL fundamentalna vrijednost– Diskretna cjelokupna harmonijska distorzija– Diskretne varijable frekvencije umjerene vrijednosti– FFT– abc_u_dq0 transformator– dq0 bazirana aktivna i reaktivna snaga– dq0_u_abc transformator

Mjerenja:

– Trofazni analizer redosljeda– Trofazna trenutna aktivna i reaktivna snaga– Aktivna i reaktivna snaga– Furier– Umjerena vrijednost– Umjerena vrijednost (linearna)– RMS– Cjelokupna harmonijska distorzija– abc_u_dq0 transformator– dq0 bazirana aktivna i reaktivna snaga– dq0_u_abc transformator

Fazor biblioteka:

– Trofazna aktivna i reaktivna snaga (fazorski tip)– Aktivna i reaktivna snaga (fazorski tip)– Umjerena vrijednost (fazorski tip)– Analizer redosljeda (fazorski tip)

Mašine:

a. Asinhrone mašineb. DC mašinec. Sistm pobuded. Stabilizator generičnog sistema snagee. Hidraulične turbine i regulator

f. Stroj za mjerenje Demuxg. Multi-band stabilizator sistema snageh. Stalno magnetne sinhrone mašinei. Pojednostavljene sinhrone mašinej. Jednofazne asinhrone mašinek. Parna turbina i regulatorl. Stepper motorm. Prekidački reluktantni motorn. Sinhrone mašine

Asinhrone mašine:

Blok asinhrone mašine rade u oba moda, bilo da se radi o modu generatora ili o modu motora. Mod djelovanja je uvjetovan znakom mehaničkog momenta:

a. Ako je pozitivan, mašina se ponaša kao motorb. Ako je negativan mašina s eponaša kao generator

Sve elktrične varijable i parametri se odnose na stator. Sve vrijednosti statora i rotora su proizvoljne u dvije ose referentnog okvira(dq okvir). Podskripte koje se koriste su definisane na sljedeći način:

Podskripta Definicija d Kvantitet d oseq Kvantitet q oser Kvantitet rotoras Kvantitet statorai Rasipni induktivitetm Magnetizirani induktivitet

Ulazi i izlazi:

Tm Simulink ulaz bloka jeste mehanički moment na osovini stroja. Kada je ulazni signal pozitivan, asinhroni stroj se ponaša kao motor, a ako je ulazni signal negativan, asinhroni stroj se ponaša kao generator.w Alternativni blok unosa (ovisno o vrijednosti parametra Mehanički ulaz) je brzina stroja, rad/s.m Simulink izlaz iz bloka je vektor koji sadrži 21 signal. Možete demultipleksirati ove signale koristeći BUS selektor unutar simulink biblioteke. Ovisno od tipa maske koji koristimo jedinice su SI i PU.


Unutar dijaloškog okvira možemo birati između 2 tipa asinhronih mašina da bismo odredili električne i mehaničke parametre modela, koristeći PU parametar ili SI parametar.Simulink model asinhrone mašine koristi PU parametar.

DC mašine:

Blok DC mašine implementira vijugavo polje ili permanentni magnet DC mašine. Za vijugavo polje DC mašine, pristup je predviđen do polja terminala (F+, F-), tako da se modeli mašina koriste kao paralelno ili serijsi vezana DC mašina. Okretni moment primjenjen na sovinu je predviđen na simulink ulazu TL.


Ulazi i izlazi:

Tm Ulaz bloka je mehaničko opterećenje okretnog momenta Nm.w Alternativni blok unosa (ovisno o vrijednosti parametra Mehanički ulaz) je brzina stroja, rad/s.m Simulink izlaz iz bloka je vektor koji sadrži 4 signala. Možete demultipleksirati ove signale koristeći BUS selektor unutar simulink biblioteke.

Sistem pobude:

Osigurava sistem pobude za sinhroni stroj i regulira svoj napon terminala u modu generisanja. Blok Sistem pobude je Simulink sistem koji implementira DC opisani ekcitator, bez ekscitatorske funkcije zasićenja. Osnovni elementi koji čine blok Sistem pobude su napon regulatora i ekscitator.Ekscitator se predstavlja na sljedeći način:

1fdV

ef Ke sTe=

+


Stabilizator generičnog sistema snage:

Implementira stabilizator snage generičkih mašina za sinhrone mašine.Ovaj blok se koristi za dodavanje prigušenja oscilacijama rotora sinhrone mašine kontrolirajući svoju pobudu.

Smetnje koje se javljaju u sistemu snage potiču elketromehaničke oscilacije električnog generatora. Ove oscilacije, nazvane još energetske ljuljačke moraju se prigušiti da bi sistem ostao stabilan. Izlazni signal iz PSS se koristi kao dodatni ulaz za blok sistem pobude. PSS ulazni signal može biti ili mašina brzine devijacije, DW, ili njeno ubrzanje snage Pa=Pm-Pel (razlika mehaničke i električne snage).


Ulaz i izlaz:

In dva tipa signala se koriste:1. DW signal devijacije brzine sinhrone mašine2. Ubrzanje snge sinhrone mašine

Vstab Izlaz je stabilizacija napona radi spajanja na ulaz sistema pobude

Hidraulične turbine i regulator:

Blok hidraulične turbine i generator implementira nelinearni hidraulični model turbine, sistem PID reguliranja i servomotor.


Ulazi i izlazi:

wref referenca brzinepref referenca mehaničke snage. Ovaj ulaz može ostati nespojen ukoliko želimo

koristiti poziciju vrata kao ulaz u petlju povratne veze umjesto snage odstupanjawe stvarna mašinska brzinape0 stverna električna snaga. Ovaj ulaz može ostati nespojen ukoliko želimo

koristiti poziciju vrata kao ulaz u petlju povratne veze umjesto snage odstupanjadw brzina devijacijepm mehanička snaga Pm za blok sinhrone mašinegate vrata

Multi-band stabilizator sistema snage:

Smetnje koje se javljaju u sistemu snage potiču elketromehaničke oscilacije električnog generatora. Ove oscilacije, nazvane još energetske ljuljačke moraju se prigušiti da bi sistem ostao stabilan.

Elektromehaničke oscilacije se mogu razvrstati u četiri osnovne kategorije:1. Lokalne oscilacije: između jedinice i ostatka generirane stanice i između kasnijih i

ostalih elektroenergetskih sistema. Njihova frekvencija seže od 0.8 do 4.0 Hz.2. Oscilacije unutar urđaja: između dva elektički bliske generacije uređaja. Frekvencija

seže od 1 do 4 Hz.3. Oscilacije unutar prostora: između dvije glavne skupine generacije uređaja. Raspon

frekvencija je između 0.2 i 0.8 Hz.4. Globalne oscilacije: karakterizirani u-faznim osciliranjem svih generatora postavljenih

na izlazni sistem. Frekvencija je ispod 0.2 Hz.Potreba z aučinkovitim prigušenjem tako širokog spektra, gotovo dvije dekade, elektromehaničkih oscilacija motivirali su koncept Multi-band stabilizator sistema (MB-PSS). Kao i što mu samo ime govori, MB-PSS struktura se bazira na više radnih opsega.Koriste se tri odvojena opsega i to podjeljena na niski, srednji i visoki mod oscilacija.Niski mod se većinom veže za elektroenergetski sistem globalnog moda.Srednji se veže za mod unutarnjeg prostora, dok visoki se veže za lokalni mod.Svaki od navedena tri opsega izrđen je od filtera diferencijalnog pojasa, dobit, i limiter. Izlazi ta tri opsega se zbrajaju i šalju kroz finalni limiter proizvodeći izlazni stabilizator Vstab.

Dijaloški okvir sa parametrimaUlazi i izlazi:

dw spaja se na prvi ulaz sinhrone mašine devijacije brzine DW signala.Vstab izlaz je napon stabilizacije.

Stalne magnetno sinhrone mašine:

Blok Stalne magnetno sinhrone mašine radi u dva moda i to mod generatora i mod motora.Mod rada je uvjetovan mehaničkim momentom (pozitivan za mod motora, a negativan za mod generatora). Električni i mehanički djelovi mašine su predstavljeni modelom drugog reda. Sinusoidni model predpostavlja da tok uspostavljen stalnim magnetom u statoru je sinusoidan, što ukazuje na to da su elektromotorne sile sinusoidne. Za trepezoidni stroj, model predpostavlja da navoj distribucije i tok uspostavljen stalnim magnetom stvara tri trapezoidna pozadinska EMF valna oblika.


Ulazi i izlazi:

Tm Simulink ulaz je mehanički moment na osovini stroja. Ovaj ulaz bi većinom trebao biti pozitivan jer blok Stalne magnetno sinhrone mašine se uglavnom koristi kao motor. Ipak može se primjeniti negativan ulazni moment ako se odlučimo koristiti mod generatora.w Alternativni ulaz je brzina stroja, rad/sm Simulink izlaz iz bloka je vektor od 13 signala za sinusoidni model i 12 za trepezoidni model.

Pojednostavljene sinhrone mašine:

Ovaj blok modelira i električna i mehanička svojstva jednostavne sinhrone mašine.Električni sistem za svaku fazu se sastoji iz naponskih izvora u seriji sa RL impedansom, koja implementira unutarnju impedansu mašine.Vrijednost R može biti 0 ali vrijednost L mora biti pozitivna.Ovaj blok implementira mehanički sistem opisan relacijom:

0

1( ) ( ) ( )

2

t

m e dt T T dt K w tH

ω∆ = − − ∆∫

0( ) ( )t tω ω ω= ∆ +

( )tω∆ varijacija brzine

H konstanta inercijeTm mehanički momenatTc elektromagnetski momenatKd faktor prigušenja

( )tω mehanička brzina rotora

0ω brzina operacije


Pm mehanička energija dovedena do mašine. Ulaz može biti konstantan signal ili može biti spojen na izlaz bloka hidrauličke turbine i regulatori. Frekvencija unutarnjeg naponskog izvora ovisi od mehaničke brzine mašine.

w alternativni blok ulaz umjesto Pm je brzina mašine izražena rad/s.E amplituda unutarnjeg napona bloka, može biti konstantan signal ili može biti spojen na izlaz regulatora.m simulink izlaz iz bloka je vektor koji sadrži 12 signala.

Jednofazne asinhrone mašine:

Ove mašine imaju dva namotaja: 1. Osnovni namotaj, 2. Pomoćni namotaj.Model dopušta simulaciju u odvojenoj fazi, kondenzator start, kondenzator-start-

kondenzator-izvršavaj i način rada osnovnog i primarnog namotaja.Električni dio stroja je predstavljen modelom četvrtog reda sistema i mehanički dio

drugog reda sistema. Svi električni parametri i varijable se odnose na stator.


Tm simulink ulaz bloka je mehanički momentosovine strojam simulink izlaz iz bloka je vektor koji sadrži 16 signala

Parna turbina i regulator:

Blok Parna turbina i regulator implementira zajedništvo mase primarnog pokretača, uključujući i brzinu reguliranja sistema, četvero faznu parnu turbinu i osovina sa do četiri mase.Parna turbina ima četiri faze, svaka modelirana po prenosnoj funkciji prvog reda. Prva faza predstavlja prsnu paru, dok tri ostale faze predstavljaju ili ponovno zagrijavanje ili ukrštanje cjevi. Bojler nije modeliran i on je konstantnog pritiska 1. 0 pu.Osa modelira sistem od četiri mase koji je spojen na masu modela sinhrone mašineza ukupno 5 masa.


Ulazi i izlazi:

wref referenca brzinePref elektroenergetska referencawm brzina generatorad_theta devijacija snage generatoradw_5-2 izlazni vektor koji sadrži brzinu devijacijeTr5-2 izlazni vektor koji sadrži momentgate vrataPm mehanička snaga

Stepper motor:

Blok Stepper motor (STM) implementira generički model koji predstavlja dvije najpopularnije familije stepper motora:odstupanja varijabli stepper motorastalni magnet ili hibrid stepper motora

Model stepper motora se sastoji od električnih i mehaničkih sekcija.Električne sekcije su predstavljene ekvivalentnim skupom, konfiguracija koja zavisi od vrste motora.

Ekvivalentni krugovi su građeni sa predpostavkom da magnetski krug je linearan(bez zasićenja) i obostrana induktivnost između faza je zanemariva.Mehanički dio je predstavljen modelom koji se zasniva na momentu inercije i viskoznog koeficijenta trenja.

Ulazi i izlazi:

Tm mehaničko opterećenje okretnog momenta. TL je pozitivan u motornim operacijama, a negativan u operacijama generatora.

m simulink izlaz iz bloka je vektor koji sadrži 5 signala


Prekidački reluktantni motor:

Ovaj model predstavlja tri najčešće korištena prekidački reluktantna motora:

1. Trofazni 6/4 prekidački reluktantni motor2. Četverofazni 8/6 prekidački reluktantni motor3. Petofazni 10/8 prekidački reluktantni motor

Električni dio motora je predstavljen nelinearnim modelom koji se temelji na karakteristikama magnetiziranja sastaljen od nekoliko magnetiziranih krivulja i karakteristika okretnog

momenta koji se računa od strane magnetiziranih krivulja. Mehanički dio je predstavljen modelom koji se zasniva na momentu inercije i viskoznog koeficijenta trenja.


Ulazi i izlazi:

Tl ulaz bloka je mehaničko opterećenje moementam izlaz iz bloka je vektor koji sadrži nekoliko signala

Sinhrone mašine:

Blok sinhrone mašine radi i u generatorskom modu i u motor modu rada. Način rada, odnosno mod rada zavisi od znaka mehaničke snage (pozitivanmod generatora, negativanmod motora).Električni dio mašine je postavljen modelom šestog reda, a mašinski dio je isti kao i kod bloka jednostavna sinhrona mašina.Model uzima u obzir dinamiku statora, polje i namotaj prigušenja.

Nadomjesni sklop modela je predstavljen u rotoru referentnog okvira (qd okvir). Svi rotor parametri i elktrične veličine se gledaju iz statora. One se identificiraju primarnim varijablama. Podskripte korištenih su definirane na sljedeći način:

d,q: d i q količinaR,s: Rotor i stator količinaI,m: induktivitet curenja i magnetiziranja

f,k: količina namotaja polja i prigušenja

Ulazi i izlazi:

Pm prvi ulaz je mehanička snagaW alternativni ulaz bloka je brzina mašine izražena u rad/sVf drugi ulaz je polje napona. Ovaj napon može biti dostavljen od strane napona regulatora u modu generatoram izlaz iz bloka je vektor koji sadrži 22 signala

Mjerenja:

Tu spadaju:

1. Trenutna mjerenja2. Mjerenje impedanse3. Multimetar4. Trofazna V-I mjerenja5. Naponska mjerenja

Trenutna mjerenja:

Blok Trenutna mjerenja se koristi za mjerenja trenutnog toka struje u bilo kojem električnom bloku i liniji veze.Simulink izlaz daje simulink signal koji se može koristiti od strane drugih simulink blokova.


Mjerenje impedanse:

Blok Mjerenje impedanse mjeri impedansu između dva čvora kruga kao funkciju frekvencije. Sastoji se iz izvora struje Iz, spojen između ulaza i dva bloka Mjerenja impedanse, i od napona mjerenja Vz, spojen preko treminala izvora struje. Mrežna impedansa se računa kao prenosna funkcija H(s) od strujnog izvora do naponskog izlaza modela.

( )( )

( )z

z

V sH s

I s=

Impedansa (magnituda i faza) kao funkcija frekvencije se prikazuje pomoću odnosa impedansa naspram alata za mjerenje frekvencije bloka powergui.Mjerenje uzima u obzir unutarnje stanje bloka prekidača i idealnog prekidača. Također dozvoljava impedansu mjerenja sa blokom distribuirana linija parametara u krugu. Izvori impedanse su uzeti u obzir pri računanju impedanse. Po definiciji,impedansa naponskog izvora je 0 i impedansa strujnog izvora je beskonačna.U nekim aplikacijama moramo ručno da obrišemo strujni ili naponski izvor bloka da bi njihovi uticaji na računanje impedanse bili ignorirani.


Multimetar:

Blok Multimetar se koristi za mjerenje napona i struje, mjerenja opsianih u dijaloškim okvirima blokova SimPowerSystem-a.

Trofazna V-I mjerenja:

Blok Trofazna V-I mjerenja se koriste za mjerenje trenutačnog trofaznog napona i struja u krugu.


Mjerenje napona:

Blok Mjerenje napona mjeri trenutni napon između dva električna čvora. Izlaz daje Simulink signal koji može biti korišten od strane drugih Simulink blokova.


Energetska elektronika:

Tu spadaju:

1. Diode2. GTO3. Idealni prekidač4. IGBT5. IGBT/diode6. MOSFET7. Most tri nivoa8. Tiristor9. Univerzalni most

Diode:

Diode su poluprovodnički uređaji kontrolirani vlastitim naponom Vak, i strujom Iak. Kad je dioda direktno polarizovana (Vak >0), počinje sa malim naponom Vf.Isključuje se kada tok strje u uređaju bude 0. Kad je dioda obrnuto polarizovana (Vak <0), ostaje u ugašenom stanju. Blok diode je simuliran pomoću otpornika, induktora i DC naponskih izvora spojenih u seriju sa prekidačem. Prekidačka operacija je kontrolirana naponom Vak i strujom Iak.


GTO tiristor:

Tiristor GTO je poluprovodnički uređaj koji se može i uključiti i isključiti preko signala na ulazu.Kao i konvencionalni tiristori, GTO tiristor se može uključiti pozitivnim signalom na ulazu (g><0).Međutim, za razliku od tiristora koji se mogu isključiti samo kad je struja toka 0, GTO se može ugasiti u bilo kojem trenutku uz pomoć aplikacije signala ulaza jednakoj 0.GTO tiristor je simuliran otpornikom Ron, induktorom Lon, i DC naponskim izvorom Vak, koji su spojeni u seriju sa prekidačem.


Idealni prekidač:

Blok Idealni prekidač ne odgovara za određene fizikalne uređaje. Kada se koristi sa odgovarajućom logikom prekidanja, može se koristiti za modeliranje pojednostavljenih poluprovodničkih uređaja poput GTO ili MOSFET, ili čak prekidač strujnog kruga sa strujnim naletima. Prekidač se simulira pomoću otpornika Ron u seriji sa prekidačem koji je kontroliran logičkim signalom ulaza (g).

Blok Idealni prekidač je kontroliran signalom ulaza (g > 0 ili g = 0).


IGBT:

IGBT blok implementira poluprovodnički uređaj kontroliran signalom ulaza. IGBT je simuliran serijskom kombinacijom otpornika Ron, induktora Lon i DC aponskog izvora Vf u seriji sa prekidačem kontroliran logičkim signalom (g > 0 ili g = 0).

IGBT se uključuje kada je napon na relaciji kolektor-emiter veći od Vf i pozitivni signal se primjenjuje na ulazu (g > 0). Isključuje se kada napon na relaciji kolektor-emiter je pozitivan i 0 signal se primjenjuje na ulazu (g = 0).IGBT uređaj je isključen kad je napon na relaciji kolektor-emiter negativan. Mnogi komercijalni IGBT uređaji nemaju sposobnost obratnog blokiranja.


MOSFET:

Metal-oksid poluprovodnik unipolarni tranzistor (MOSFET) je poluprovodnički uređaj kontraliran signalom ulaza (g>0). MOSFET uređaj je paralelno spojen sa unutarnjom diodom koja se pali kada je MOSFET uređaj obrnuto polarizovan (Vds < 0) i ne primjenjuje se signal ulaza (g = 0). Model je simuliran idealnim prekidačem preko logičkog signala (g > 0 ili g = 0), paralelno spojen sa diodom.

MOSFET uređaj se uključuje kada se pozitivan signal primjenjuje na ulazu (g>0), bilo da tok izvora napona je pozitivan ili negativan. Ako se nikakav signal ne primjenjuje na ulazu (g=0), samo unutarnja dioda provodi kada napon prelazi njegov početni napon Vf.Kada pozitivna ili negativna struja teče kroz uređaj, MOSFET se gasi kada je ne ulazu 0. Ukoliko struja I je negativna i teče unutarnjom diodom (nema signala ulaza ili g = 0), prekidač se gasi kada struja bude 0.


Most tri nivoa:

Blok most tri nivoa implementira tri nivoa pretvarača snage koji se sastoji od jedne, dvije ili tri grane prekidačkih uređaja. Svaka grana se sastoji od četiri prekidačka uređaja zajedno sa svojim antiparalelnim diodama i dvije stezne diode kao što je prikazano na slici:

Tip električni prekidačkih uređaja (IGBT, GTO, MOSFET, ili idealni prekidač) i broj grana (jedan, dva, tri) se mogu birati u dijaloškom okviru.


Tiristor:

Tiristor je poluprovodnički uređaj koji se može uključiti preko signala ulaza. Model tiristora se simulira preko otpornika Ron, induktora Lon, i DC naponskog izvora koji predstavlja napon Vf, spojen u seriju sa prekidačem. Prekidač je kontroliran od strane logičkog signala ovisno o naponu Vak, struji Iak, i signalu ulaza g.


Univerzalni most:

Blok Univerzalni most implementira univerzalni trofazni pretvarač snage koji se sastoji od najviše šest prekidača spojenih u konfiguraciju mosta. Tip prekidača i konvertera konfiguracije se bira u dijaloškom okviru.

Blok Univerzalni most omogućuje simulaciju konvertora koristeći i prirodno zamjenjene električne uređaje (dioda, tiristor) i prisilno zamjenjene električne uređaje (GTO, IGBT, MOSFET).

Blok Univerzalni most je osnovni blok za izgradnju konvertera naponskog izvora dva nivoa.


Zaključak:

U ovom seminarskom radu smo obrađivali skup alata SimPowerSystems koji se nalazi u Simulinku MatLab-a. Unutar SimPowerSystems-a, vidjeli smo da se nalazi veliki broj blokova, uz pomoć kojih vršimo modeliranje električnih, mehaničkih i kontrolnih sistema. SimPowerSystems je dizajniran da osigura modernu alatku za dizajniranje koja će dopustiti znanstvenicima i inžinjerima da brzo i jednostavno izgrađuju modele koji simuliraju energetske sisteme. SimPowerSystems koristi Simulink okolinu, dopuštajući izgradnju modela jednostavnim klikom miša i procedurom povlačenja (drag). Za mnoge korisnike je jednostavan jer sadrži neophodne elemente za rad i simulaciju. Unutar seminarskog rada, svaki od blokova ovog sistema je detaljnije opisan. Također, tu se nalaze i dijaloški okviri unutar kojih se unose željene vrijednosti za odabrani blok.

Documents

Sadržaj - ETF:Elektrotehnički fakultet Istočno Sarajevomarko/Energetska elektronika 2/literatura... · Stalne magnetno sinhrone mašine:.....44 Pojednostavljene sinhrone mašine: