Математическое моделирование электропривода на базе гибридного шагового двигателя в пакете SimPowerSystems | Статья в журнале «Молодой ученый»

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 гибридного шагового двигателя в пакете SimPowerSystems // Молодой ученый. — 2016. — №15. — С. 5-10. — URL https://moluch.ru/archive/119/33079/ (дата обращения: 15.08.2018).



Математическое моделирование электропривода на базе гибридного шагового двигателя в пакете SimPowerSystems

Емельянов Александр Александрович, доцент;

Бесклеткин Виктор Викторович, ассистент;

Авдеев Александр Сергеевич, студент;

Габзалилов Эльвир Фиргатович, студент;

Прокопьев Константин Васильевич, студент;

Ситенков Александр Александрович, студент;

Пестеров Дмитрий Ильич, студент;

Юнусов Тимур Шамильевич, студент;

Устинов Артем Павлович, студент

Российский государственный профессионально-педагогический университет

Целью данной работы является овладение технологией сборки модели электропривода на базе гибридного шагового 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 гибридного шагового двигателя.

Рис. 1. Электропривод на базе гибридного шагового двигателя

Шаговый двигатель управляется сигналами STEP и DIR, поступающими из блока Signal Builder (рис. 2). Сигнал STEP регулирует угловые перемещения шагового двигателя: при единичном сигнале происходит ступенчатый сдвиг (шаг) поворота ротора, при нулевом – остановка. Сигнал DIR регулирует направление перемещения ротора: 1 – прямое, 0 – обратное.

Рис. 2. Задание сигналов STEP и DIR в Signal Builder

Блок шагового двигателя (Stepper Motor) необходимо перенести из библиотеки SimPowerSystems (раздел Specialized Technology/Fundamental Blocks/Machines) на рабочее поле модели, в блоке выбрать тип двигателя – гибридный (Hybrid), число фаз – 2 и задать остальные параметры, указанные на рис. 3.

Рис. 3. Окно параметров гибридного шагового двигателя (Hybrid Stepper Motor)

Блок Drive представлен на рис. 4.

Рис. 4. Блок Drive

В параметрах переключателей Switch1 и Switch2 необходимо установить значение Threshold: 0.5. В блоке Math Function выбрать функцию mod. В блоках Logical Operator установить оператор NOT.

В блоке Discrete-time integrator задать:

− Integrator method: Accumulation Forward Euler;

− Initial condition setting: Output;

− Sample time: round(1/500/Ts)*Ts.

В свойствах константы со значением 4, подводимой к блоку Math Function, также должен быть установлен параметр Sample time: round(1/500/Ts)*Ts.

Параметры элементов TBLA и TBLB (блоки 1-D Lookup Table 1 и 2) представлены на рис. 5.

Рис. 5. Параметры блоков TBLA и TBLB

Параметры блоков Relay:

− switch on point: 0.01;

− switch off point: -0.01;

− output when on: 1;

− output when off: 0;

− input processing: Inherited.

В свойствах блоков Discrete Transfer Fcn необходимо задать:

− Числитель (Numerator): [0, 0.0609];

− Знаменатель (Denominator): [1.0000, -0.9391].

Converter A и Converter B представлены блоками Universal Bridge, их параметры даны на рис. 6.

Рис. 6. Параметры блоков Converter A и Converter B

Для работы модели в SimPowerSystems необходимо добавить блок Powergui, в котором необходимо установить следующие параметры:

− Simulation type: Discrete;

− Solver type: Tustin/Backward Euler (TBE);

− Sample time: Ts.

Результаты математического моделирования шагового двигателя в SimPowerSystems приведены на рис. 7, 8, 9 и 10.

Рис. 7. Напряжения на двух обмотках шагового двигателя

Рис. 8. Токи на двух обмотках шагового двигателя

Рис. 9. Скорость и электромагнитный момент шагового двигателя

Рис. 10. Угол поворота на валу шагового двигателя

Примечание: во избежание ошибок при запуске расчета модели необходимо открыть меню Simulation, выбрать Model Configuration Parameters. В открывшемся окне в меню Diagnostics перейти к пункту Connectivity и установить значение Mux blocks used to create bus signals: error, как показано на рис. 11.

Рис. 11. 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. Simscape Power Systems Examples [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.
Основные термины (генерируются автоматически): шаговый двигатель, DIR, STEP, гибридный шаговый двигатель, TBLA, TBLB, блок, параметр блоков, NOT, математическое моделирование.


Похожие статьи

Математическая модель электропривода на базе синхронного...

Основные термины (генерируются автоматически): блок, синхронный двигатель, параметр блоков, раздел, параметр блока, VECT, DQ-ABC

Математическое моделирование электропривода на базе гибридного шагового двигателя в пакете SimPowerSystems.

Математическая модель электропривода на базе БДПТ в пакете...

Основные термины (генерируются автоматически): параметр блоков, блок, параметр, библиотека, расположение блока, параметр блока, бесконтактный двигатель, NOT, RLC, дан.

Математическое моделирование электропривода на базе гибридного шагового...

Управление шаговым двигателем с использованием...

Ключевые слова: шаговый двигатель, управление, драйвер шагового двигателя, микроконтроллер, Atmel, AVR, ATmega 16, L297, L298N, LabVIEW.

Рис. 3. Блок диаграмма программы оправки кода 0x41.

Моделирование электропривода на базе бесконтактного...

Основные термины (генерируются автоматически): блок, раздел, бесконтактный двигатель, расположение блока, библиотека, IGBT, EMF, AND

Математическое моделирование электропривода на базе гибридного шагового двигателя в пакете SimPowerSystems.

Управление шаговым двигателем с помощью NI MyRIO

Блок управления шаговым двигателем содержит контроллер NationalInstrumentsMyRIO рис.1 и силовой драйвер G210X рис.2.

Подключение шагового двигателя. Контакт 3 WINDING A Начало первой (А) обмотки ШД.

Моделирование прямого пуска асинхронного двигателя с ШИМ...

Основные термины (генерируются автоматически): асинхронный двигатель, блок, параметр блоков, параметр, раздел, электромагнитный момент

Математическое моделирование электропривода на базе гибридного шагового двигателя в пакете SimPowerSystems.

Математическое моделирование короткозамкнутого...

Открываем блок асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Рис. 9. Установка параметров блока To Workspace.

Математическое моделирование электропривода на базе гибридного шагового двигателя в пакете SimPowerSystems.

Математическое моделирование электропривода на базе...

Параметры блоков Torque step и Speed step представлены на рис. 5.

Математическое моделирование короткозамкнутого асинхронного двигателя в пакете SimPowerSystems.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Математическая модель электропривода на базе синхронного...

Основные термины (генерируются автоматически): блок, синхронный двигатель, параметр блоков, раздел, параметр блока, VECT, DQ-ABC

Математическое моделирование электропривода на базе гибридного шагового двигателя в пакете SimPowerSystems.

Математическая модель электропривода на базе БДПТ в пакете...

Основные термины (генерируются автоматически): параметр блоков, блок, параметр, библиотека, расположение блока, параметр блока, бесконтактный двигатель, NOT, RLC, дан.

Математическое моделирование электропривода на базе гибридного шагового...

Управление шаговым двигателем с использованием...

Ключевые слова: шаговый двигатель, управление, драйвер шагового двигателя, микроконтроллер, Atmel, AVR, ATmega 16, L297, L298N, LabVIEW.

Рис. 3. Блок диаграмма программы оправки кода 0x41.

Моделирование электропривода на базе бесконтактного...

Основные термины (генерируются автоматически): блок, раздел, бесконтактный двигатель, расположение блока, библиотека, IGBT, EMF, AND

Математическое моделирование электропривода на базе гибридного шагового двигателя в пакете SimPowerSystems.

Управление шаговым двигателем с помощью NI MyRIO

Блок управления шаговым двигателем содержит контроллер NationalInstrumentsMyRIO рис.1 и силовой драйвер G210X рис.2.

Подключение шагового двигателя. Контакт 3 WINDING A Начало первой (А) обмотки ШД.

Моделирование прямого пуска асинхронного двигателя с ШИМ...

Основные термины (генерируются автоматически): асинхронный двигатель, блок, параметр блоков, параметр, раздел, электромагнитный момент

Математическое моделирование электропривода на базе гибридного шагового двигателя в пакете SimPowerSystems.

Математическое моделирование короткозамкнутого...

Открываем блок асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Рис. 9. Установка параметров блока To Workspace.

Математическое моделирование электропривода на базе гибридного шагового двигателя в пакете SimPowerSystems.

Математическое моделирование электропривода на базе...

Параметры блоков Torque step и Speed step представлены на рис. 5.

Математическое моделирование короткозамкнутого асинхронного двигателя в пакете SimPowerSystems.

Задать вопрос