Перевод справки пакета SimPowerSystems программы Matlab / powersysSmall
.pdfИзменение нелинейных моделей библиотеки Powerlib_models
Эта версия Power System Blockset не позволяет Вам добавлять изображение блока в библиотеке powerlib и ее соответствующей модели в библиотеке Powerlib_models. Однако Вы можете временно изменить нелинейные модели, библиотеки Power System Blockset. Чтобы использовать вашу собственную библиотеку Powerlib_models, Вы должны сначала скопировать файл powerlib_models.mdl в вашу рабочую директорию или в любую другую директорию. Если Вы используете папку, отличную от текущей папки, Вы должны определить эту новую папку в пути поиска MATLAB перед стандартной папкой библиотеки blockset.
Когда Вы сделали свою библиотеку Powerlib_models, Вам можно менять названия блоков, номер входов и выходов, и номера параметров в их диалоговом окне. Вследующий раз, когда Вы будите выполнять моделирование, произведенные модификации, будетотражены в вашейсхеме.
181
Создание вашей собственной библиотеки моделей
Вбиблиотеки Power System Blockset представлено очень большое количество основных конструктивных блоков, чтобы строить более сложные электрические блоки. Используя возможность маскировкив Simulink, Вы можете собрать несколько элементарных блоков powerlib в подсистему, построить ваше собственное диалоговое окно параметров, создать желаемое изображение блока, и поместить этотновый блок в вашу личную библиотеку.
ВГлаве 2, «Обучающая программа», мы объяснили, как построить нелинейную модель, используя блок Voltage Measurement (измеритель напряжения) и блок Controlled Current Source (управляемый источник тока).
Предложенные примеры (нелинейная индуктивность и нелинейное сопротивление) были относительно просты. Используя тотже самый принцип, Вы можете строить намного более сложные модели, используя несколько управляемых источников тока, или даже регулируемые источники напряжения. Обращайтесь к разделу 7 главы «Обучающая программа».
Вбиблиотеке powerlib_extras заложены примеры маскированных блоков, которые используются при создании трехфазной библиотеки. Откройте эту библиотеку и обратите внимание на то, как маскированные блоки были созданы.
Вы даже можете динамически менять значок блока согласно значениям параметров. Например, откройте диалоговое окно блока 3-phase RLC Parallel Load (трехфазная RLC параллельная нагрузка), находящегося в трехфазной библиотеке powerlib_extras и обратите внимание на то, как его значок изменяется, когда активные и реактивные мощности последовательно устанавливаются в ноль.
182
Изменение параметров вашей схемы
Каждый раз, когда Вы изменяете хотя бы один из параметров блока библиотеки powerlib, Вы должны перезапустить моделирование, чтобы пересчитать модель state-space (режим-пространство) и модифицировать параметры нелинейных моделей. Однако Вы можете изменить любой параметр источника (амплитуду, частоту или фазу) в течение процесса моделирования. Модификация произойдет, как только Вы нажмете на кнопку применить или закроете меню блока источника.
Что касается блоков Simulink, все параметры блоков powerlib, которые Вы определяете в диалоговом окне, могутсодержать выражения MATLAB, используя символические имена переменных. Перед запуском моделирования, Вы должны определить значение каждой из этих переменных в вашей рабочей области MATLAB. Это позволяет Вам исполнять параметрические задания, изменяя значения параметра в script (сценарии) MATLAB.
Пример script (сценария) MATLAB, выполняющего параметрическое задание
Предположим, что Вы хотите исполнить параметрическое задание в схеме, названной my_circuit, чтобы найти воздействие изменения индуктивности на переходные процессы при переключении. Вы хотели бы найти самый большой бросок напряжения и индуктивность, при которой он произошел.
Значение индуктивности одного из блоков содержитпеременную L1, которая должна быть определена в вашей рабочей области. L1 изменяется от 10 мГн до 100 мГн, с шагом 10 мГн, просчитанные значения будутсохранены в векторе L1_vec. Кривые напряжения, которые будутпроанализированы, сохранятся в блоке ToWorkspace в матричном формате в переменной по имени V1.
Вы можете написать m-файл MATLAB , который будетциклически перебирать 10 значений индуктивности и отобразитсамый плохой случай.
L1_vec= (10:10:100)·1e-3; % 10 inductances values 10/100 mH V1_max=0;
for i=1:10 L1=L1_vec(i);
fprintf('Test No %d L1= %g H\n', i, L1); sim('my_circuit'); % performs simulation % memorize worst case
if max(abs(V1))>V1_max,
183
imax=i; V1_max=max(abs(V1));
end
end
fprintf('Maximum overvoltage= %g V occured for L1=%g H\n', V1_max, L1_vec(imax));
184
Глава 4: Обзор блоков............................................................................. |
185 |
Описание блоков.......................................................................... |
186 |
Библиотеки блоков Power System Blockset..................................... |
187 |
abc_to_dq0 Transformation (abc_to_dq0 преобразование) ............. |
193 |
AC Current Source (источник переменного тока)......................... |
198 |
Active & Reactive Power (активная и реактивная мощность)........ |
200 |
AC Voltage Source (источник переменного напряжения)............. |
203 |
Asynchronous Machine (асинхронная машина) ............................ |
205 |
Breaker (выключатель) .............................................................. |
217 |
Bus Bar (соединительная шина) ................................................. |
222 |
Controlled Current Source (управляемый источник тока).............. |
223 |
Controlled Voltage Source (управляемый источник напряжения).. |
226 |
Current Measurement (измеритель тока)...................................... |
229 |
DC Machine (машина постоянного тока) .................................... |
230 |
DC Voltage Source (источник постоянного напряжения) ............. |
235 |
Diode (диод) ............................................................................. |
237 |
Discrete System (дискретная система)......................................... |
242 |
Distributed Parameter Line (линия c распределенными параметрами) |
|
................................................................................................ |
243 |
dq0_to_abc Transformation (dq0_to_abc преобразование) ............. |
250 |
Excitation System (устройство возбуждения) .............................. |
252 |
Fourier (Фурье) ......................................................................... |
255 |
Ground (заземление).................................................................. |
259 |
GTO (запираемый тиристор) ..................................................... |
260 |
Hydraulic Turbine and Governor (гидравлическая турбина и |
|
регулятор) ................................................................................ |
266 |
Ideal Switch (идеальный выключатель) ...................................... |
272 |
IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором) ....... |
277 |
Impedance Measurement (измеритель полного сопротивления) .... |
284 |
Linear Transformer (линейный трансформатор)........................... |
286 |
MOSFET (канальный полевой униполярный МОП– транзистор) 291 |
|
Multimeter (мультиметр) ........................................................... |
297 |
Mutual Inductance (взаимоиндуктивность).................................. |
301 |
Neutral (нейтраль) ..................................................................... |
305 |
Parallel RLC Branch (параллельная RLC ветвь) ........................... |
307 |
Parallel RLC Load (параллельная RLC нагрузка)......................... |
311 |
Permanent Magnet Synchronous Machine (синхронная машина с |
|
постоянными магнитами).......................................................... |
313 |
PI Section Line (линии pi секций) ............................................... |
319 |
185
Описание блоков
Блоки появляются в алфавитном порядке и содержатследующую информацию:
Имя блока, значок, и библиотеку блока, которая содержитблок
Назначение блока
Описание использования блока
Диалоговое окно и параметры блока Дополнительная информация:
Входы и выходы — описание входов ивыходов блока
Допущения и ограничения использования блока
Пример использования блока «См. также» связанные блоки
186
Библиотеки блоков Power System Blockset
Главная библиотека Power System Blockset’s — powerlib организовываетвсе блоки в библиотеки согласно их свойств. Окно powerlib отображает блоки библиотек, значки и названия:
Библиотека Electrical Sources (электрические источники) содержитблоки, которые генерируютэлектрические сигналы.
Библиотека Elements (элементы) содержитлинейные и нелинейные элементы электросетей.
Библиотека Power Electronics (силовая электроника) содержитустройства силовые электронные приборы.
Библиотека Machines (машины) содержитмодели машин.
Библиотека Connectors (соединители) содержитблоки, которые используются для соединения блоков в различных ситуациях.
Библиотека Measurements (измерителей) содержитблоки измерений напряжения и тока.
Библиотека Extras (дополнения) содержиттрехфазные блоки, специализированные измерители и блоки управления. Эта библиотека может также быть открыта, если Вы напечатаете powerlib_extras в окне команд MATLAB. Некоторые из этих блоков не документированы в секции описания блока.
Библиотека Demos (демонстрационные примеры) содержитполезные демонстрационные и показательные примеры.
Окно powerlib также содержитследующие блоки:
Блок Powergui, который открываетграфический интерфейс пользователя для анализа установившихся режимов электрических цепей.
Блок Discrete System (дискретной системы), который используется для дискретизации ваших электрических моделей.
Модели нелинейных блоков Simulink, библиотеки powerlib сохранены в библиотеке по имени powerlib_models. Эти модели Simulink используются Power System Blockset, чтобы построить эквивалентную Simulink модель вашей электрической схемы. См. Главу 3, «Расширенные темы», в которой описана библиотека powerlib_models.
187
Таблица 4-1: Библиотека блоков Electrical Sources (электрических источников)
Имя блока |
Описание |
|
AC Current Source (источник пере- |
Моделируетсинусоидальный ис- |
|
менного тока) |
точник тока |
|
AC Voltage Source (источник пере- |
Моделируетсинусоидальный ис- |
|
менного напряжения) |
точник напряжения |
|
Controlled Current Source (управляе- |
Моделируетуправляемый источ- |
|
мый источник тока) |
ник тока |
|
Controlled Voltage Source (управляе- |
Моделируетуправляемый источ- |
|
мый источник напряжения) |
ник напряжения |
|
DC Voltage Source (источник постоян- |
Моделирует источник постоянного |
|
ного напряжения) |
напряжения |
|
Таблица 4-2: Блоки библиотеки Elements (элементов) |
||
|
|
|
Имя блока |
Описание |
|
Breaker (выключатель) |
Моделируетразмыкание выключа- |
|
теля при прохождении тока через |
||
|
ноль |
|
Distributed Parameter Line (линия с |
Моделирует N – фазную линию с |
|
распределенными параметрами с |
||
распределенными параметрами) |
||
сосредоточенными потерями |
||
|
||
Linear Transformer (линейный транс- |
Моделируетдвухили трех обмо- |
|
форматор) |
точный линейный трансформатор |
|
Mutual Inductance (взаимоиндуктив- |
Моделируетмагнитную связь ме- |
|
ность) |
жду двумя или тремя обмотками |
|
|
|
|
Parallel RLC Branch (параллельная |
Моделирует параллельную RLC |
|
RLC ветвь) |
ветвь |
|
Parallel RLC Load (параллельная RLC |
Моделирует параллельную RLC |
|
нагрузка) |
нагрузку |
|
PI Section Line (линии pi секций) |
Моделируетоднофазную линию |
|
электропередач с сосредоточенны- |
||
|
ми параметрами |
|
|
|
|
Saturable Transformer (трансформа- |
Моделируетдвухили трех обмо- |
|
тор, учитывающий насыщение) |
точный трансформатор, учиты- |
|
вающий насыщение |
||
|
188
Имя блока |
Описание |
|
Series RLC Branch (последовательная |
Моделирует последовательную |
|
RLC ветвь) |
RLC ветвь |
|
Series RLC Load (последовательная |
Моделирует последовательную |
|
RLC нагрузка) |
RLC нагрузку |
|
Surge Arrester (разрядник для защиты |
Моделируетметаллически- |
|
отперенапряжений) |
окисный разрядник для защиты от |
|
перенапряжений |
||
|
||
Three-Phase Transformer (Two Wind- |
Моделирует трехфазный транс- |
|
ings) (трехфазный трансформатор (две |
форматор с двумя обмотками |
|
обмотки)) |
|
|
Three-Phase Transformer (Three |
Моделирует трехфазный транс- |
|
Windings) (трехфазный трансформатор |
||
(три обмотки)) |
форматор с тремя обмотками |
|
|
Таблица 4-3: Блоки библиотеки Power Electronics (силовой электроники)
Имя блока |
Описание |
|
Diode (диод) |
Моделируетдиод |
|
GTO (запираемый тиристор) |
Моделируетзапираемый тиристор |
|
(GTO) |
||
|
||
IGBT (биполярный транзистор с изо- |
Моделируетбиполярный транзи- |
|
лированным затвором) |
стор с изолированным затвором |
|
(IGBT) |
||
|
||
MOSFET (канальный полевой унипо- |
Моделируетканальный полевой |
|
лярный МОПтранзистор) |
униполярный МОП– транзистор |
|
(MOSFET) |
||
|
||
Thyristor (тиристор) |
Моделирует тиристор |
|
Таблица 4-4: Блоки библиотеки Machines машин |
||
|
|
|
Имя блока |
Описание |
|
Asynchronous Machine (асинхронная |
Моделируетдинамику трехфазной |
|
машина) |
асинхронной машины (индукцион- |
|
ная машина) |
||
|
||
|
|
|
DC Machine (машина постоянного то- |
Моделируетмашину постоянного |
|
ка) |
тока независимого возбуждения |
189
Имя блока |
Описание |
|
|
Моделируетустройство возбужде- |
|
Excitation System (устройство возбуж- |
ния для синхронной машины, ко- |
|
дения) |
торое регулирует напряжение на |
|
зажимах, когдамашина работаетв |
||
|
||
|
двигательном режиме |
|
Hydraulic Turbine and Governor (гид- |
Моделируетгидравлическую гид- |
|
равлическая турбина и регулятор) |
ротурбину и ПИД–регулятор |
|
Permanent Magnet Synchronous Ma- |
Моделируетдинамику трехфазной |
|
chine (синхронная машина с постоян- |
синхронной машины с постоянны- |
|
ными магнитами) |
ми магнитами с синусоидальным |
|
распределением потока |
||
|
||
Simplified Synchronous Machine (уп- |
Моделируетдинамику упрощен- |
|
рощенная синхронная машина) |
ной трехфазной синхронной ма- |
|
шины |
||
|
||
Steam Turbine and Governor (паровая |
Моделирует паровую турбину и |
|
турбина и регулятор) |
регулятор |
|
Synchronous Machine (синхронная |
Моделируетдинамику трехфазной |
|
синхронной явнополюсной маши- |
||
машина) |
||
ны |
||
|
||
Таблица 4-5: Блоки библиотеки Connectors (соединителей) |
||
|
|
|
Имя блока |
Описание |
|
Bus Bar (соединительная шина) |
Моделируетузел электрической |
|
сети, имеющий имя |
||
|
||
Ground (заземление) |
Моделируетзаземление |
|
|
|
|
Neutral (нейтраль) |
Моделируетобщий узел схемы |
|
|
|
Таблица 4-6: Блоки библиотеки Measurements (измерения)
Имя блока |
Описание |
|
|
Current Measurement (измеритель то- |
Измеряет ток в схеме |
ка) |
|
Impedance Measurement (измеритель |
Измеряетполное сопротивление |
полного сопротивления) |
схемы в функции частоты |
190