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.



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): Bus Selector, асинхронных двигателей, асинхронного двигателя, библиотеки simpowersystems, источника напряжения, программируемого источника напряжения, трехфазного программируемого источника, Three-Phase Programmable Voltage, Programmable Voltage Source, системы электрического вала, асинхронных двигателях, Параметры асинхронных двигателей, блок bus selector, пакете simpowersystems, шинного селектора, блока bus selector, Параметры асинхронного двигателя, Расположение блока, блоке bus selector, блока асинхронного двигателя.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос