Библиографическое описание:

Емельянов А. А., Бесклеткин В. В., Авдеев А. С., Габзалилов Э. Ф., Прокопьев К. В., Ситенков А. А., Пестеров Д. И., Юнусов Т. Ш., Устинов А. П. Математическое моделирование электропривода на базе вентильного реактивного двигателя в пакете SimPowerSystems // Молодой ученый. — 2016. — №15. — С. 15-21.



Целью данной работы является овладение технологией сборки модели электропривода на базе вентильного реактивного двигателя в пакете SimPowerSystems для использования в лабораторной работе по дисциплине «Математическое моделирование в электромеханических устройствах» [1], [2], [3], [4], [5].

На рис. 1 показана схема электропривода на базе вентильного реактивного двигателя.

Рис. 1. Электропривод на базе вентильного реактивного двигателя

На рис. 2 показано расположение блока вентильного реактивного двигателя (Switched Reluctance Motor) в библиотеке SimPowerSystems (Simscape). Параметры этого блока представлены на рис. 3.

Рис. 2. Расположение блока Switched Reluctance Motor

Рис. 3. Параметры блока SwitchedReluctanceMotor

Мостовой коммутатор (Converter) представляет собой блок Subsystem и включает в себя схему, показанную на рис. 4. Блок Converter подключен к источнику питания (DCVoltageSource) с постоянным напряжением 240 В. Диапазон гистерезиса (Hysteresisband) задается блоком Relay со следующими параметрами:

− switch on point: 10;

− switch off point: -10;

− output when on: 1;

− output when off: 0;

− input processing: Inherited.

Рис. 4. Мостовой коммутатор (Converter) на транзисторах IGBT

Порты подключения V+, V-, A1, A2 и т.д. представлены блоками Connectionport из раздела Elements библиотеки SimPowerSystems.

Блоки BR_CONVA, B и C имеют одинаковую структуру, приведенную на рис. 5.

Рис. 5. Структура блоков BR_CONV

IGBT-транзисторы и диоды (D и D1) находятся в разделе PowerElectronics библиотеки SimPowerSystems (Simscape) (рис. 6). Их параметры представлены на рис. 7,а и 7,б.

Рис. 6. Расположение блоков IGBT и Diode

Рис. 7. Параметры блоков: а) IGBT; б) Diode

Датчик положения (PositionSensor) показан на рис. 8. Логический оператор (Logicaloperator) со значением AND, операторы сравнения (Relationaloperator) «>=» и «<=» входят в группу блоков LogicandBitOperations библиотеки Simulink. Функция (Mathfunction) со значением mod находится в разделе MathOperations, а блок дискретного интегратора (Discrete-TimeIntegrator) – в Discrete.

Рис. 8. Датчик положения (PositionSensor)

Параметры дискретного интегратора приведены на рис. 9.

Рис. 9. Параметры дискретного интегратора (Discrete-TimeIntegrator)

Для работы модели необходим блок Powergui, который можно найти в разделе FundamentalBlocks библиотеки SimPowerSystems (Simscape). Параметры этого блока следует задать в соответствии с рис. 10.

Рис. 10. Параметры блока Powergui

Характеристики двигателя выводятся на осциллограф Scope с помощью блока BusSelector (библиотека Simulink/SignalRouting).

Результаты моделирования электропривода на базе вентильного реактивного двигателя даны на рис. 11, 12 и 13.

Рис. 11. Графики скорости и электромагнитного момента

Рис. 12. Напряжения на нижних транзисторах эмиттер-коллектор по трём фазам A, B, C на осциллографе Scope2

Рис. 13. Сравнение сигналов эмиттер-коллектор транзистора IGBT (верхний график) и сигналы на базе этого же транзистора на осциллографе Scope 1

Примечание: во избежание ошибок при запуске расчета модели необходимо открыть меню Simulation, выбрать ModelConfigurationParameters. В открывшемся окне в меню Diagnostics перейти к пункту Connectivity и установить значение Muxblocksusedtocreatebussignals: error, как показано на рис. 14.

Рис. 14. Окно параметров модели

Литература:

  1. Герман-Галкин С. Г. Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК. – СПб.: КОРОНА-Век, 2008. – 368 с.
  2. Герман-Галкин С. Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. – СПб.: КОРОНА принт, 2007. – 320 с.
  3. Черных И. В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. – М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. – 288 с.
  4. SimscapePowerSystemsExamples [Электронный ресурс] // MathWorks. - Режим доступа: www.mathworks.com/help/physmod/sps/examples.html.
  5. Емельянов А. А., Бесклеткин В. В., Авдеев А. С., Габзалилов Э. Ф., Прокопьев К. В., Ситенков А. А., Пестеров Д. И., Юнусов Т. Ш. Математическое моделирование короткозамкнутого асинхронного двигателя в пакете SimPowerSystems // Молодой ученый. — 2016. — №14. — С. 28-34.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle