Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 19 июля, печатный экземпляр отправим 23 июля
Опубликовать статью

Молодой учёный

Моделирование асинхронного двигателя с переменными IR – Ψm на выходе интегрирующих звеньев в системе абсолютных единиц в Simulink

Физика
15.12.2017
51
Поделиться
Библиографическое описание
Моделирование асинхронного двигателя с переменными IR – Ψm на выходе интегрирующих звеньев в системе абсолютных единиц в Simulink / А. А. Емельянов, В. В. Бесклеткин, Д. И. Пестеров [и др.]. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 50 (184). — С. 1-14. — URL: https://moluch.ru/archive/184/47180/.


Моделирование асинхронного двигателя с переменными IR – Ψm на выходе интегрирующих звеньев в системе абсолютных единиц в Simulink

Емельянов Александр Александрович, доцент;

Бесклеткин Виктор Викторович, ассистент;

Пестеров Дмитрий Ильич, студент;

Вотяков Александр Сергеевич, студент;

Коровин Вадим Олегович, студент;

Соснин Александр Сергеевич, студент

Российский государственный профессионально-педагогический университет (г. Екатеринбург)

Быстрых Денис Анатольевич, начальник конструкторско-технологического бюро

АО «Уральский турбинный завод» (г. Екатеринбург)

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

В работе [1] было получено уравнение (13) для расчета IRx в Script-Simulink:

Перенесем в левую часть:

Обозначим:

Выразим ток IRx по оси (+1):

Структурная схема для определения тока IRx приведена на рис. 1.

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

Для определения потокосцепления Ψmx приведем уравнение (14) из работы [1]:

Перенесем в левую часть:

Обозначим:

Определим Ψmx по оси (+1):

Структурная схема для определения потокосцепления Ψmx приведена на рис. 3.

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

Аналогично определим ток IRy и потокосцепление Ψmy по оси (+j).

Приведем уравнение (17) из работы [1]:

Перенесем в левую часть:

Определим ток IRy по оси (+j):

Структурная схема для определения тока IRy представлена на рис. 5.

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

Схема для расчета IRy в Simulink представлена на рис. 6.

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

Для определения потокосцепления Ψmy приведем уравнение (18) из работы [1]:

Перенесем в левую часть:

Выразим потокосцепление Ψmy по оси (+j):

Структурная схема для определения Ψmy представлена на рис. 7.

Рис. 7. Структурная схема для определения потокосцепления Ψmy в Script-Simulink

Схема для расчета Ψmy в Simulink дана на рис. 8.

Рис. 8. Структурная схема для определения потокосцепления Ψmy в Simulink

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

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 в Simulink

Математическая модель асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с переменными IRΨm 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 IRΨm 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 IRΨm

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

Рис. 15. Оболочка модели асинхронного двигателя с переменными IRΨm 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 и потокосцеплений, приведенных на рис. 17, …, 20.

Результаты моделирования асинхронного двигателя представлены на рис. 21.

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

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

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

Рис. 17. Схема для расчета тока IRx

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

Рис. 18. Схема для расчета тока IRy

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

Рис. 19. Схема для расчета потокосцепления Ψmx

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

Рис. 20. Схема для расчета потокосцепления Ψmy

Рис. 21. Графики скорости и момента

Литература:

  1. Емельянов А.А., Бесклеткин В.В., Пестеров Д.И., Вотяков А.С., Захаров А.О., Соснин А.С., Быстрых Д.А. Моделирование асинхронного двигателя с переменными IR – Ψm на выходе апериодических звеньев в системе абсолютных единиц в Simulink-Script // Молодой ученый. - 2017. - №49.
  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.
Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Молодой учёный №50 (184) декабрь 2017 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 1-14):
Часть 1 (стр.1-97)
Расположение в файле:
стр. 1стр. 1-14стр. 97

Молодой учёный