Mathacd建模相序分离概述
1.概述:
前述的系统转换(坐标变换)中,忽略了零序分量(共模分量)。但在αβ坐标中用Mathcad绘制了0轴。即αβ 系统中的U0(零序分量)。即前述的为对称三相系统。对称三相系统是指频率相同,幅值相等,相位互差120°的三相交流电源,各相电压或电流依其先后顺序分别达到最大值(以正半波幅值为准)的次序,称为相序。正序分别到达最大值的次序为A、B、C;负序分别到达最大值的次序为A、C、B。
(资料图片)
正常情况下,在正序abc三相系统中a相相位超前b相120度,且a相相位超前c相240度。在相量图中abc三相给人的感觉就是,a相相位超前c相120度且a相相位超前b相240度。其实,abc三相的相序并没有改变,产生上述两种不同情况的原因在于,前一种是通过时间描述abc三相的关系,而后者是空间矢量图描述abc三相的关系,SVPWM中会经常用到空间矢量图,而且这与物理中描述物体简谐运动的旋转矢量法类似。
2.稳态相序分离:
非对称三相系统是指电压或者电流的幅值不同或者相位不是互差120度,或者两者兼有。在1981年,加拿大电气学家Charles LeGeyt Fortescue发明对称分量(method of symmetrical components)。将一个不对称的三个相量,分解为三组对称的相量:正序分量、负序分量和零序分量。定义正序:A1B1C1 前相超前后相120°,三相幅值相等,负序:A2C2B2 前相超前后相120°,三相幅值相等,零序:A0B0C0 幅值相等,相位相同。
上述用代数方法求出了A相正负零序,那么B和C相正负零序参照A相做相应的角度旋转量变化就可以了,做图求正负零序是矢量运算的另一种方法。基于以上机理可以对不对称或对称的三相电力系统进行计算:
搭建Mathcad模型:
可以发现对称分量法定义在频域,用相量表示,进行对称分量分析时,需要计算相量的模值和相位。因此只能分析电力系统不对称运行或不对称故障的稳态分析。而无法进行暂态分析。
3.暂态相序分离:
在电力电子控制系统设计过程中,需要对暂态不对称运行或者不对称故障分析,那么就需要各个分量的瞬时值。利用电压或电流的瞬时值构造相应的无延时旋转相量,再利用这些旋转相量进行对称分量变换,获取各个序分量的瞬时值。
搭建Mathcad模型:
结论1
在对称的正序三相系统里只有正序,没有负序和零序。在对称的负序三相系统里只有负序,没有正序和零序。
结论2:
非对称的正序三相系统,分解为了对称的正序,负序,零序.
4.验证模型:
为了验证相序分量后的正确性,分别将正序,负序,零序求和与原电压进行比较。