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: 17.01.2018).



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): шагового двигателя, гибридного шагового двигателя, базе гибридного шагового, пакете simpowersystems, Блок шагового двигателя, перемещения шагового двигателя, параметров гибридного шагового, Математическое моделирование, Блок Drive, Математическое моделирование электропривода, Молодой ученый, Юнусов Т, Пестеров Д, короткозамкнутого асинхронного двигателя, сборки модели электропривода, Задание сигналов step, дисциплине «Математическое моделирование, тип двигателя, направление перемещения ротора, Компьютерное моделирование полупроводниковых.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос