Моделирование асинхронного двигателя с переменными IS – IR на выходе интегрирующих звеньев в системе абсолютных единиц в Simulink | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 26 октября, печатный экземпляр отправим 30 октября.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Емельянов А. А., Пестеров Д. И., Вотяков А. С., Захаров А. О., Соснин А. С., Гусев В. М., Бесклеткин В. В., Быстрых Д. А., Габзалилов Э. Ф. Моделирование асинхронного двигателя с переменными IS – IR на выходе интегрирующих звеньев в системе абсолютных единиц в Simulink // Молодой ученый. — 2017. — №52. — С. 14-28. — URL https://moluch.ru/archive/186/47524/ (дата обращения: 15.10.2019).



Моделирование асинхронного двигателя с переменными ISIR на выходе интегрирующих звеньев в системе абсолютных единиц в Simulink

Емельянов Александр Александрович, доцент;

Пестеров Дмитрий Ильич, студент;

Вотяков Александр Сергеевич, студент;

Захаров Александр Олегович, студент;

Соснин Александр Сергеевич, студент;

Гусев Владимир Михайлович, магистрант.

Российский государственный профессионально-педагогический университет (г. Екатеринбург)

Бесклеткин Виктор Викторович, магистрант.

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина (г. Екатеринбург)

Быстрых Денис Анатольевич, начальник конструкторско-технологического бюро

АО «Уральский турбинный завод» (г. Екатеринбург)

Габзалилов Эльвир Фиргатович, магистрант.

Уральский государственный горный университет (г. Екатеринбург)

Данная работа является продолжением статьи [1]. Проекции векторов и выведены на основе интегрирующих звеньев с моделированием в Simulink.

В работе [1] были получены уравнения (7) и (8) для расчета ISx в Script-Simulink:

Исключим слагаемые с . Для этого умножим первое уравнение на (Lm+L), а второе – на Lm:

Вычтем второе уравнение из первого:

Разделим обе части уравнения на (Lm+L):

Обозначим:

Перенесем в левую часть:

Ток ISx определится в следующем виде:

Структурная схема для определения тока ISx в Script-Simulink приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема для определения тока ISx в Script-Simulink

Преобразуем структурную схему на рис. 1 в оболочку, позволяющую производить расчет коэффициентов в отдельном блоке Subsystem. Для этого вместо операторов с коэффициентами, рассчитываемыми в Script, установим блоки перемножения, к которым подведены сигналы с результатами расчетов в Simulink, как показано на рис. 2.

Рис. 2. Структурная схема для определения тока ISx в Simulink

Произведем аналогичную трансформацию при определении тока IRx. Повторим уравнения (7) и (8):

Исключим слагаемые с . Для этого умножим первое уравнение на Lm, а второе – на (Lm+L):

Вычитаем второе уравнение из первого:

Разделим обе части уравнения на (Lm+L):

Обозначим:

Перенесем в левую часть:

Определим ток IRx:

Структурная схема для определения тока IRx в Script-Simulink приведена на рис. 3.

Рис. 3. Структурная схема для определения тока IRx в Script-Simulink

Расчет коэффициентов будем производить в отдельном блоке Subsystem, поэтому вносим в структурную схему на рис. 3 блоки перемножения (рис. 4).

Рис. 4. Структурная схема для определения тока IRx в Simulink

Для расчета тока ISy приведем уравнения (9) и (10) из работы [1]:

Исключим слагаемые с . Для этого первое уравнение умножим на (Lm+L), а второе – на Lm.

Вычтем второе уравнение из первого:

Разделим обе части уравнения на (Lm+L):

Перенесем в левую часть:

Определим ток ISy:

Структурная схема для определения тока ISy в Script-Simulink приведена на рис. 5.

Рис. 5. Структурная схема для определения тока ISy в Script-Simulink

Подготовим эту схему для расчета в Simulink (рис. 6).

Рис. 6. Структурная схема для определения тока ISy в Simulink

Для расчета тока IRy повторим уравнения (9) и (10):

Исключим слагаемые с . Для этого умножим первое уравнение на Lm, а второе – на (Lm+Lσs).

Вычтем первое уравнение из второго:

Разделим обе части уравнения на (Lm+L):

Перенесем в левую часть:

Определим ток IRy:

Структурная схема для определения тока IRy приведена на рис. 7.

Рис. 7. Структурная схема для определения тока IRy в Script-Simulink

Схема для расчета IRy в Simulink представлена на рис. 8.

Рис. 8. Структурная схема для определения тока IRy в Simulink

На рис. 9 представлена структурная схема для реализации уравнения электромагнитного момента в Simulink:

Рис. 9. Математическая модель определения электромагнитного момента M в Simulink

Из уравнения движения выразим механическую угловую скорость вращения вала двигателя (рис. 10):

Рис. 10. Математическая модель уравнения движения

Математическая модель асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с переменными ISIR на выходе интегрирующих звеньев в системе абсолютных единиц в Simulink дана на рис. 11, …, 15.

E:\MATLAB\R2016a\bin\myfig.meta

Рис. 11. Общая схема математической модели асинхронного двигателя с переменными
ISIR на выходе интегрирующих звеньев в системе абсолютных единиц в Simulink

C:\Program Files\MATLAB\R2015b\bin\myfig.meta

Рис. 12. Паспортные данные

E:\MATLAB\R2016a\bin\myfig.meta

Рис. 13. Расчет коэффициентов базового варианта

E:\MATLAB\R2016a\bin\myfig.meta

Рис. 14. Расчет коэффициентов для варианта с переменными ISIR

E:\MATLAB\R2016a\bin\myfig.meta

Рис. 15. Оболочка модели асинхронного двигателя с переменными ISIR на выходе интегрирующих звеньев в системе абсолютных единиц в Simulink

Эту же схему можно представить в более компактной форме с использованием блоков Goto и From (рис. 16) и отдельных субблоков с расчетами токов, приведенных на рис. 17 и 18.

Результаты моделирования асинхронного двигателя представлены на рис. 19.

E:\MATLAB\R2016a\bin\myfig.meta

Рис. 16. Оболочка модели асинхронного двигателя с применением блоков Goto и From

E:\MATLAB\R2016a\bin\myfig.meta E:\MATLAB\R2016a\bin\myfig.meta

Рис. 17. Схемы для расчета токов ISx и ISy

E:\MATLAB\R2016a\bin\myfig.meta E:\MATLAB\R2016a\bin\myfig.meta

Рис. 18. Схемы для расчета токов IRx и IRy

Рис. 19. Графики скорости и момента

Литература:

  1. Емельянов А.А., Пестеров Д.И., Вотяков А.С., Захаров А.О., Соснин А.С., Гусев В.М., Бесклеткин В.В., Быстрых Д.А., Габзалилов Э.Ф. Моделирование асинхронного двигателя с переменными IS – IR на выходе апериодических звеньев в системе абсолютных единиц в Simulink-Script // Молодой ученый. - 2017. - №51.
  2. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. – Екатеринбург: УРО РАН, 2000. - 654 с.
  3. Шрейнер Р.Т. Электромеханические и тепловые режимы асинхронных двигателей в системах частотного управления: учеб. пособие / Р.Т. Шрейнер, А.В. Костылев, В.К. Кривовяз, С.И. Шилин. Под ред. проф. д.т.н. Р.Т. Шрейнера. - Екатеринбург: ГОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т», 2008. - 361 с.
Основные термины (генерируются автоматически): структурная схема, асинхронный двигатель, ток, уравнение, часть уравнения, расчет коэффициентов, екатеринбург, левая часть, математическая модель, расчет токов.


Похожие статьи

Математическое моделирование асинхронного двигателя...

структурная схема, уравнение, электромагнитный момент, неподвижная система координат, асинхронный двигатель, Проекция уравнения, статорный ток, номинальный режим, математическая модель, система...

Математическая модель асинхронного двигателя во...

Структурная схема для уравнения (5) и (6): Рассмотрим трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель со следующими номинальными данными и параметрами схемы замещения [4].

Математическая модель асинхронного двигателя...

структурная схема, асинхронный двигатель, расчет коэффициентов, ток, уравнение, часть уравнения, структурная схема тока, математическая модель, левая часть, номинальный режим.

Математическая модель асинхронного двигателя...

асинхронный двигатель, математическая модель, структурная схема, уравнение, проекция уравнения, номинальная частота, электромагнитный момент, номинальный режим, Базисная величина системы, статорный ток.

Математическая модель асинхронного двигателя...

структурная схема, асинхронный двигатель, уравнение, статорный ток, проекция уравнения, математическая модель, получение переменной, номинальный режим, интегрирующее звено, электромагнитный момент.

Математическая модель асинхронного двигателя...

структурная схема, асинхронный двигатель, математическая модель, расчет коэффициентов, уравнение, левая часть, отдельный блок, оболочка модели, блок перемножения, электромагнитный момент.

Моделирование асинхронного двигателя с переменными is – ψr...

структурная схема, асинхронный двигатель, расчет коэффициентов, математическая модель, электромагнитный момент, номинальный режим, левая часть, номинальная частота, отдельный блок...

Математическая модель асинхронного двигателя...

, В уравнении (35) обе части разделим на : , Система уравнения асинхронного двигателя с коротко замкнутым. ротором: (36).

Структурная схема для уравнения (49): Для моделирования выберем АКЗ со следующими паспортными данными и...

Математическая модель асинхронного двигателя...

структурная схема, асинхронный двигатель, расчет коэффициентов, левая часть, математическая модель, ток, электромагнитный момент, номинальный режим, номинальная частота, отдельный блок.

Похожие статьи

Математическое моделирование асинхронного двигателя...

структурная схема, уравнение, электромагнитный момент, неподвижная система координат, асинхронный двигатель, Проекция уравнения, статорный ток, номинальный режим, математическая модель, система...

Математическая модель асинхронного двигателя во...

Структурная схема для уравнения (5) и (6): Рассмотрим трехфазный асинхронный короткозамкнутый двигатель со следующими номинальными данными и параметрами схемы замещения [4].

Математическая модель асинхронного двигателя...

структурная схема, асинхронный двигатель, расчет коэффициентов, ток, уравнение, часть уравнения, структурная схема тока, математическая модель, левая часть, номинальный режим.

Математическая модель асинхронного двигателя...

асинхронный двигатель, математическая модель, структурная схема, уравнение, проекция уравнения, номинальная частота, электромагнитный момент, номинальный режим, Базисная величина системы, статорный ток.

Математическая модель асинхронного двигателя...

структурная схема, асинхронный двигатель, уравнение, статорный ток, проекция уравнения, математическая модель, получение переменной, номинальный режим, интегрирующее звено, электромагнитный момент.

Математическая модель асинхронного двигателя...

структурная схема, асинхронный двигатель, математическая модель, расчет коэффициентов, уравнение, левая часть, отдельный блок, оболочка модели, блок перемножения, электромагнитный момент.

Моделирование асинхронного двигателя с переменными is – ψr...

структурная схема, асинхронный двигатель, расчет коэффициентов, математическая модель, электромагнитный момент, номинальный режим, левая часть, номинальная частота, отдельный блок...

Математическая модель асинхронного двигателя...

, В уравнении (35) обе части разделим на : , Система уравнения асинхронного двигателя с коротко замкнутым. ротором: (36).

Структурная схема для уравнения (49): Для моделирования выберем АКЗ со следующими паспортными данными и...

Математическая модель асинхронного двигателя...

структурная схема, асинхронный двигатель, расчет коэффициентов, левая часть, математическая модель, ток, электромагнитный момент, номинальный режим, номинальная частота, отдельный блок.

Задать вопрос