Моделирование системы электрического вала на двух асинхронных двигателях с фазными роторами в пакете SimPowerSystems | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Емельянов А. А., Бесклеткин В. В., Прокопьев К. В., Ситенков А. А., Пестеров Д. И., Юнусов Т. Ш., Устинов А. П. Моделирование системы электрического вала на двух асинхронных двигателях с фазными роторами в пакете SimPowerSystems // Молодой ученый. — 2016. — №16. — С. 8-13. — URL https://moluch.ru/archive/120/33298/ (дата обращения: 22.02.2019).



Целью данной работы является овладение технологией сборки модели системы электрического вала на двух асинхронных двигателях с фазными роторами в пакете SimPowerSystems для использования в лабораторной работе по дисциплинам «Математическое моделирование электромеханических систем» и «Электрический привод». За основу принята математическая модель из электронного ресурса [1]. Показаны пути поиска разделов необходимых элементов схемы электропривода, позволяющих студентам без больших потерь времени получить необходимые характеристики. Полезные рекомендации по работе в SimPowerSystems даны в работах [2], [3], [4], [5].

Общая схема системы показана на рис. 1.

Рис. 1. Электропривод на базе асинхронного двигателя с векторным управлением

Асинхронные двигатели (Asynchronous Machine 1 и 2) представлены блоками Asynchronous Machine SI Units из раздела Machines библиотеки SimPowerSystems (Simscape) (рис. 2).

Рис. 2. Расположение блока асинхронного двигателя (Asynchronous Machine SI Units)

Параметры асинхронных двигателей (тип MTF412-6 на 36 кВт) задаются одинаковыми, как показано на рис. 3. Чтобы характеристики асинхронных двигателей не совпадали, в параметрах второго двигателя примем приведенный момент инерции к валу двигателя J больше на 1%.

Рис. 3. Параметры асинхронного двигателя

Блок трехфазного программируемого источника напряжения (Three-Phase Programmable Voltage Source) находится в разделе Electrical Sources библиотеки SimPowerSystems (рис. 4). Элемент «Земля» (Ground), подключаемый к источнику питания, следует взять из раздела Elements (рис. 4).

Рис. 4. Расположение блоков Three-Phase Programmable Voltage Source и Ground

В параметрах источника напряжения необходимо установить значения напряжения (Amplitude (Vrms)), фазы (Phase) и частоты (Freq.) согласно рис. 5.

Рис. 5. Параметры трехфазного программируемого источника напряжения

Наброс нагрузки задается в блоках Step 1 и Step 2, параметры которых приведены на общей схеме (рис. 1).

Для работы модели необходим блок Powergui, который можно найти в разделе Fundamental Blocks библиотеки SimPowerSystems. Параметры этого блока приведены на рис. 6.

Рис. 6. Параметры блока Powergui

Блок шинного селектора (Bus Selector) предназначен для измерения характеристик машины. В библиотеке Simulink раскрываем следующий путь до группы блоков «Разводка сигнала» (Signal Routing) (рис. 7). Переносим блок Bus Selector на рабочее поле.

Рис. 7. Расположение блока Bus Selector в окне библиотеки Simulink

Открываем блок шинного селектора. Из списка механических характеристик (Mechanical) выбираем электромагнитный момент (Electromagnetic torque Te (N*m)) и скорость вращения ротора (Rotor speed (wm)) и добавляем их в список выбранного (Selected signals) кнопкой Select (рис. 8).

Рис. 8. Выбор характеристик в блоке Bus Selector

Для перевода скорости из рад/с в об/мин необходимо добавить блок Gain и установить в нём значение 30/pi.

Результаты моделирования электропривода на базе асинхронных двигателей (MTF412-6), работающих на электрический вал, даны на рис. 9.

Рис. 9. Графики скорости и электромагнитного момента с набросами нагрузок на двигатели при t1 = 2,5 с и t2 = 2,7 с

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. 10.

Рис. 10. Окно параметров модели

Литература:

  1. SimscapePowerSystemsExamples [Электронный ресурс] // MathWorks. – Режим доступа: www.mathworks.com/help/physmod/sps/examples.html.
  2. Герман-Галкин С. Г. Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК. – СПб.: КОРОНА-Век, 2008. – 368 с.
  3. Герман-Галкин С. Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. – СПб.: КОРОНА принт, 2007. – 320 с.
  4. Черных И. В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. – М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. – 288 с.
  5. Терёхин В. Б. Моделирование систем электропривода в Simulink (Matlab 7.0.1): учебное пособие / В.Б. Терёхин; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 292 с.
Основные термины (генерируются автоматически): асинхронный двигатель, блок, двигатель, параметр, расположение блока, трехфазный программируемый источник, шинный селектор, электрический вал, электромагнитный момент.


Похожие статьи

Моделирование взаимосвязанного электропривода...

RLC, параметр блока, блок, асинхронный двигатель, расположение блока, библиотека, взаимосвязанный электропривод, трехфазный программируемый источник, шинный селектор, электромагнитный момент.

Моделирование прямого пуска асинхронного двигателя с ШИМ...

асинхронный двигатель, блок, параметр блоков, параметр, раздел, электромагнитный момент, шинный селектор, трехфазный асинхронный двигатель, номинальная частота, расположение блоков.

Математическое моделирование короткозамкнутого асинхронного...

Открываем блок асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Блок шинного селектора (BusSelector).

Рис. 5. Выбор характеристик в блоке Bus Selector. Блок «Трехфазный источник питания» (Three-PhaseSource).

Математическая модель электропривода на базе синхронного...

Рис. 21. Расположение блока трехфазного инвертора напряжения (Universal Bridge) и его параметры.

Синхронный двигатель со встроенными постоянными магнитами представлен блоком Permanent Magnet Synchronous Machine из раздела Machines библиотеки...

Обзор алгоритмов управления асинхронными электроприводами

Считая машину ненасыщенной (постоянные индуктивности), электромагнитный момент асинхронного двигателя определяется компонентами статорных токов в различных системах координат. Так как инверторы напряжения являются источниками напряжения...

Программирование линейного асинхронного двигателя...

Программирование линейного асинхронного двигателя с числом пазов в индукторе равном шесть.

Расчетная модель представляет собой совокупность развернутых схем замещения магнитной и электрических цепей с частично постоянной аппроксимацией параметров в...

Математическое моделирование электропривода на базе...

блок, ABC, асинхронный двигатель, векторное управление, параметр блоков, преобразователь координат, регулятор скорости, параметр блока, параметр, регулятор тока.

Моделирование электропривода на базе бесконтактного...

Рис. 5. Расположение блока управляемого источника напряжения и его параметры.

Шинные селекторы (Bus Selector 1 и 2) позволяют передавать сигналы из блока БДПТ на декодер или на осциллографы.

Исследование нелинейной системы «Преобразователь частоты...»

где угловая скорости вала асинхронного двигателя; электромагнитный момент двигателя; напряжение на выходе регулятора скорости; управление; , коэффициент гармонической линеаризации статической характеристики идеального релейного звена.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Моделирование взаимосвязанного электропривода...

RLC, параметр блока, блок, асинхронный двигатель, расположение блока, библиотека, взаимосвязанный электропривод, трехфазный программируемый источник, шинный селектор, электромагнитный момент.

Моделирование прямого пуска асинхронного двигателя с ШИМ...

асинхронный двигатель, блок, параметр блоков, параметр, раздел, электромагнитный момент, шинный селектор, трехфазный асинхронный двигатель, номинальная частота, расположение блоков.

Математическое моделирование короткозамкнутого асинхронного...

Открываем блок асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Блок шинного селектора (BusSelector).

Рис. 5. Выбор характеристик в блоке Bus Selector. Блок «Трехфазный источник питания» (Three-PhaseSource).

Математическая модель электропривода на базе синхронного...

Рис. 21. Расположение блока трехфазного инвертора напряжения (Universal Bridge) и его параметры.

Синхронный двигатель со встроенными постоянными магнитами представлен блоком Permanent Magnet Synchronous Machine из раздела Machines библиотеки...

Обзор алгоритмов управления асинхронными электроприводами

Считая машину ненасыщенной (постоянные индуктивности), электромагнитный момент асинхронного двигателя определяется компонентами статорных токов в различных системах координат. Так как инверторы напряжения являются источниками напряжения...

Программирование линейного асинхронного двигателя...

Программирование линейного асинхронного двигателя с числом пазов в индукторе равном шесть.

Расчетная модель представляет собой совокупность развернутых схем замещения магнитной и электрических цепей с частично постоянной аппроксимацией параметров в...

Математическое моделирование электропривода на базе...

блок, ABC, асинхронный двигатель, векторное управление, параметр блоков, преобразователь координат, регулятор скорости, параметр блока, параметр, регулятор тока.

Моделирование электропривода на базе бесконтактного...

Рис. 5. Расположение блока управляемого источника напряжения и его параметры.

Шинные селекторы (Bus Selector 1 и 2) позволяют передавать сигналы из блока БДПТ на декодер или на осциллографы.

Исследование нелинейной системы «Преобразователь частоты...»

где угловая скорости вала асинхронного двигателя; электромагнитный момент двигателя; напряжение на выходе регулятора скорости; управление; , коэффициент гармонической линеаризации статической характеристики идеального релейного звена.

Задать вопрос