Моделирование асинхронного двигателя с переменными ψm – is в Matlab-Script в системе относительных единиц | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 1 июня, печатный экземпляр отправим 5 июня.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Емельянов А. А., Бесклеткин В. В., Гусев В. М., Камеристов К. В., Артемьев А. В., Насыбуллин Р. Н., Велькер А. В., Шерстобитов А. В., Федотов В. В., Пестеров Д. И. Моделирование асинхронного двигателя с переменными ψm – is в Matlab-Script в системе относительных единиц // Молодой ученый. — 2018. — №48. — С. 1-9. — URL https://moluch.ru/archive/234/54370/ (дата обращения: 21.05.2019).



Моделирование асинхронного двигателя с переменными ψmis в Matlab-Script в системе относительных единиц

Емельянов Александр Александрович, старший преподаватель;

Бесклеткин Виктор Викторович, старший преподаватель;

Гусев Владимир Михайлович, студент магистратуры;

Камеристов Кирилл Владимирович, студент;

Артемьев Алексей Валентинович, студент;

Насыбуллин Рустам Наилевич, студент;

Велькер Александр Витальевич, студент;

Шерстобитов Андрей Владимирович, студент;

Федотов Владислав Викторович, студент

Российский государственный профессионально-педагогический университет (г. Екатеринбург)

Пестеров Дмитрий Ильич, студент магистратуры

Уральский государственный университет путей сообщения (г. Екатеринбург)

В данной работе показано поэтапное преобразование математической модели асинхронного двигателя с переменными ψm – is из Simulink в Matlab-Script.

В работе [1] была получена структурная схема для определения статорного тока isx в Simulink (рис. 1) по следующему уравнению:

(1)

где - электрическая скорость вращения ротора;

- механическая угловая скорость на валу двигателя.

Преобразуем уравнение (1) для программирования в Matlab-Script:

Обозначим , тогда:

Рис. 1. Структурная схема для определения тока isx в Simulink

Переходим к оригиналу :

Переходим к конечным разностям (метод Эйлера):

Отсюда ток isx в Matlab-Script определится следующим образом:

Уравнение для определения тока isy в Simulink, полученное в работе [1], имеет следующий вид:

(2)

Структурная схема реализации уравнения (2) приведена на рис. 2.

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

Аналогично преобразуем выражение тока isy в форму, удобную для программирования в Matlab-Script:

Переходим к оригиналу:

Переходим к конечным разностям:

Ток isy в Matlab-Script определится следующим образом:

В работе [1] была получена структурная схема для определения потокосцепления ψmx в Simulink (рис. 3) по следующему уравнению:

(3)

Рис. 3. Структурная схема для определения потокосцепления ψmx в Simulink

Преобразуем уравнение (3) для программирования в Matlab-Script:

Обозначим , тогда:

Переходим к оригиналу:

Переходим к конечным разностям:

Отсюда потокосцепление ψmx в Matlab-Script определится следующим образом:

Уравнение для определения тока ψmy в Simulink, полученное в работе [1], имеет следующий вид:

(4)

Структурная схема реализации уравнения (4) приведена на рис. 4.

Рис. 4. Структурная схема для определения потокосцепления ψmy в Simulink

Преобразуем выражение потокосцепления ψmy в форму, удобную для программирования в Matlab-Script:

На рис. 5 представлена структурная схема для реализации уравнения электромагнитного момента в Simulink:

Рис. 5. Математическая модель определения электромагнитного момента m в Simulink

Уравнение электромагнитного момента для реализации в Matlab-Script:

Механическая угловая скорость вращения вала двигателя в Simulink (рис. 6):

Рис. 6. Математическая модель определения механической угловой скорости вращения вала двигателя в Simulink

Отсюда механическая угловая скорость вращения вала двигателя в Matlab-Script:

Электрическая скорость вращения ротора в Simulink (рис. 7):

Рис. 7. Математическая модель определения электрической скорости вращения ротора в Simulink

Электрическая скорость вращения ротора в Matlab-Script:

Реализация математической модели асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с переменными ψm is в Matlab-Script в системе относительных единиц приведена в листинге 1.

Листинг 1

% Номинальные данные

PN=320000; UsN=380; IsN=324; fN=50; Omega0N=104.7;

OmegaN=102.83; nN=0.944; cos_phiN=0.92; zp=3;

% Параметры Т-образной схемы замещения при номинальной частоте

Rs=0.0178; Xs=0.118; Rr=0.0194; Xr=0.123; Xm=4.552; J=28;

% Базисные величины системы относительных единиц

Ub=sqrt(2)*UsN;

Ib=sqrt(2)*IsN;

OmegasN=2*pi*fN;

Omegab=OmegasN;

Omegarb=Omegab/zp;

Zb=Ub/Ib;

kd=1.0084;

Mb=kd*PN/OmegaN;

Pb=Mb*Omegarb;

% Расчет коэффициентов

rs=Rs/Zb;

lbs=Xs/Zb;

lbr=Xr/Zb;

lm=Xm/Zb;

Tj=J*Omegarb/Mb;

betaN=(Omega0N-OmegaN)/Omega0N;

SsN=3*UsN*IsN;

ZetaN=SsN/Pb;

kr=lm/(lm+lbr);

roN=0.9962;

rrk=roN*betaN;

le=lbs+kr*lbr;

rs1=kr*rrk+rs;

rsrk=rrk-rs*lbr/lbs;

Ts1=le/rs1;

Ts11=Ts1/Omegab;

Tm1=lm*le/(rrk*kr*lbs);

Tm11=Tm1/Omegab;

% Расчет модели асинхронного двигателя

K=input('Длительность цикла k=');

for k=1:K

wk(k)=1; dt=0.000001;

usx(k)=0; usy(k)=1;

isx(1)=0; isy(1)=0; psimx(1)=0; psimy(1)=0;

wm(1)=0; w(1)=0; mc=0;

isx(k+1)=isx(k)+(-isx(k)+(rrk*kr/(rs1*lm))*psimx(k)+(1/rs1)*usx(k)+ (le/rs1)*wk(k)*isy(k)+(1/rs1)*w(k)*psimy(k)-(lbr*kr/rs1)*w(k)*isy(k))* dt/Ts11;

isy(k+1)=isy(k)+(-isy(k)+(rrk*kr/(rs1*lm))*psimy(k)+(1/rs1)*usy(k)-(le/rs1)*wk(k)*isx(k)-(1/rs1)*w(k)*psimx(k)+(lbr*kr/rs1)*w(k)*isx(k))* dt/Ts11;

psimx(k+1)=psimx(k)+(-psimx(k)+(lm*rsrk/rrk)*isx(k)+(lm*lbr/(rrk* lbs))*usx(k)+(lm*le/(rrk*lbs*kr))*wk(k)*psimy(k)-(lm/(rrk*kr))*w(k)*psimy(k)+ (lm*lbr/rrk)*w(k)*isy(k))*dt/Tm11;

psimy(k+1)=psimy(k)+(-psimy(k)+(lm*rsrk/rrk)*isy(k)+(lm*lbr/(rrk* lbs))*usy(k)-(lm*le/(rrk*lbs*kr))*wk(k)*psimx(k)+(lm/(rrk*kr))*w(k)*psimx(k)-(lm*lbr/rrk)*w(k)*isx(k))*dt/Tm11;

m(k+1)=ZetaN*(psimx(k+1)*isy(k+1)-psimy(k+1)*isx(k+1));

wm(k+1)=wm(k)+(m(k+1)-mc)*dt/Tj;

w(k+1)=wm(k+1)*zp;

% mass

mass_t(k)=k*dt;

mass_m(k)=m(k+1);

mass_w(k)=w(k+1);

end;

% Построение графиков

figure(1);

plot(mass_t,mass_w,'b');

grid on;

figure(2);

plot(mass_t,mass_m,'b');

grid on;

Результаты моделирования асинхронного двигателя в Matlab-Script даны на рис. 8.

Рис. 8. Графики скорости и электромагнитного момента

Литература:

  1. Емельянов А.А., Бесклеткин В.В., Корнильцев А.Г., Факеев Д.Г., Маклыгин К.А., Логинов А.В., Коновалов И.Д., Антоненко И.А., Пестеров Д.И. Моделирование САР скорости асинхронного двигателя с переменными ψm – is с контуром потока в системе относительных единиц // Молодой ученый. — 2018. — №40. — С. 6-25.
  2. 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.
  3. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. – Екатеринбург: УРО РАН, 2000. - 654 с.
Основные термины (генерируются автоматически): структурная схема, асинхронный двигатель, математическая модель, электрическая скорость вращения ротора, электромагнитный момент, механическая угловая скорость, вращение вала двигателя, старший преподаватель, структурная схема реализации уравнения, екатеринбург.


Похожие статьи

Математическое моделирование асинхронного двигателя...

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

Математическая модель асинхронного двигателя...

Математическая модель асинхронного двигателя в неподвижной системе координат с

Рис.1. Обобщённая асинхронная машина. Основные уравнения математической модели

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

Математическая модель асинхронного двигателя во...

Математическое моделирование асинхронного двигателя... структурная схема, уравнение, электромагнитный момент, неподвижная

асинхронный двигатель, математическая модель, структурная схема, уравнение, проекция уравнения, номинальная частота...

Моделирование САР скорости асинхронного двигателя...

где - электрическая скорость вращения ротора; - механическая угловая скорость на валу двигателя.

Математическая модель асинхронного двигателя с переменными ψm – is на выходе

Развернутая схема САР скорости асинхронного двигателя приведена на рис. 11.

Моделирование САР скорости асинхронного двигателя...

где - электрическая скорость вращения ротора; - механическая угловая скорость на валу двигателя.

Математическая модель асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с

Рис. 16. Структурная схема контура скорости. В контуре скорости передаточная функция...

Моделирование САР скорости асинхронного двигателя...

Рис. 8. Математическая модель определения механической угловой скорости вращения вала двигателя.

Развернутая схема САР скорости асинхронного двигателя приведена на рис. 11.

структурная схема, уравнение, электромагнитный момент, неподвижная система...

Моделирование асинхронного двигателя с переменными is – ψr...

где - электрическая скорость вращения ротора; - механическая угловая скорость на валу двигателя. Рис. 1. Структурная схема для

Реализация математической модели асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с переменными is – ψr в Matlab-Script в...

Моделирование САР скорости системы «АИН ШИМ – АД»...

Рис. 6. Математическая модель определения механической угловой скорости вращения вала двигателя. Электрическая скорость вращения ротора (рис. 7)

Математическая модель асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с переменными ψm – is на...

Математическое моделирование САР скорости асинхронного...

Математическая модель определения угловой скорости вращения координатной системы

Полная схема математической модели САР скорости асинхронного двигателя приведена на рис. 12.

Основные термины (генерируются автоматически): структурная схема, уравнение...

Моделирование САР скорости асинхронного двигателя...

где - электрическая скорость вращения ротора; - механическая угловая скорость на валу

Рис. 9. Математическая модель определения электрической скорости вращения ротора.

Развернутая схема САР скорости асинхронного двигателя приведена на рис. 11.

Похожие статьи

Математическое моделирование асинхронного двигателя...

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

Математическая модель асинхронного двигателя...

Математическая модель асинхронного двигателя в неподвижной системе координат с

Рис.1. Обобщённая асинхронная машина. Основные уравнения математической модели

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

Математическая модель асинхронного двигателя во...

Математическое моделирование асинхронного двигателя... структурная схема, уравнение, электромагнитный момент, неподвижная

асинхронный двигатель, математическая модель, структурная схема, уравнение, проекция уравнения, номинальная частота...

Моделирование САР скорости асинхронного двигателя...

где - электрическая скорость вращения ротора; - механическая угловая скорость на валу двигателя.

Математическая модель асинхронного двигателя с переменными ψm – is на выходе

Развернутая схема САР скорости асинхронного двигателя приведена на рис. 11.

Моделирование САР скорости асинхронного двигателя...

где - электрическая скорость вращения ротора; - механическая угловая скорость на валу двигателя.

Математическая модель асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с

Рис. 16. Структурная схема контура скорости. В контуре скорости передаточная функция...

Моделирование САР скорости асинхронного двигателя...

Рис. 8. Математическая модель определения механической угловой скорости вращения вала двигателя.

Развернутая схема САР скорости асинхронного двигателя приведена на рис. 11.

структурная схема, уравнение, электромагнитный момент, неподвижная система...

Моделирование асинхронного двигателя с переменными is – ψr...

где - электрическая скорость вращения ротора; - механическая угловая скорость на валу двигателя. Рис. 1. Структурная схема для

Реализация математической модели асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с переменными is – ψr в Matlab-Script в...

Моделирование САР скорости системы «АИН ШИМ – АД»...

Рис. 6. Математическая модель определения механической угловой скорости вращения вала двигателя. Электрическая скорость вращения ротора (рис. 7)

Математическая модель асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с переменными ψm – is на...

Математическое моделирование САР скорости асинхронного...

Математическая модель определения угловой скорости вращения координатной системы

Полная схема математической модели САР скорости асинхронного двигателя приведена на рис. 12.

Основные термины (генерируются автоматически): структурная схема, уравнение...

Моделирование САР скорости асинхронного двигателя...

где - электрическая скорость вращения ротора; - механическая угловая скорость на валу

Рис. 9. Математическая модель определения электрической скорости вращения ротора.

Развернутая схема САР скорости асинхронного двигателя приведена на рис. 11.

Задать вопрос