Целью данной работы является овладение технологией сборки модели взаимосвязанного электропривода с электрическим валом на асинхронных двигателях с фазными роторами в пакете SimPowerSystems для использования в лабораторной работе по дисциплинам «Математическое моделирование электромеханических систем» и «Электрический привод». 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 [1], [2], [3], [4]. К сожалению, в работе [1] нами была допущена ошибка в выборе типа двигателя в SimPowerSystems, поэтому в данной статье сделаны необходимые исправления.
Общая схема электропривода показана на рис. 1.
Рис. 1. Взаимосвязанный электропривод с электрическим валом на асинхронных двигателях с фазными роторами
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) представлены на рисунках 3 и 4. Чтобы характеристики асинхронных двигателей не совпадали, в параметрах второго двигателя примем приведенный момент инерции к валу двигателя J в два раза больше.
Рис. 3. Параметры первого асинхронного двигателя (Asynchronous Machine 1)
Рис. 4. Параметры второго асинхронного двигателя (Asynchronous Machine 2)
Блок трехфазного программируемого источника напряжения (Three-Phase Programmable Voltage Source) находится в разделе Electrical Sources библиотеки SimPowerSystems, а элемент «Земля» (Ground) - в разделе Elements (рис. 5).
Рис. 5. 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. 6.
Рис. 6. Параметры трехфазного программируемого источника напряжения
Наброс нагрузки задаем одинаковым в блоках Step1 и Step2, как показано на рис. 7.
Рис. 7. Параметры блоков Step 1 и Step 2
Трехфазная нагрузка с активными сопротивлениями представлена блоком Three-Phase Series RLC Branch из раздела Elements библиотеки SimPowerSystems (рис. 8).
Рис. 8. Расположение блока Three-Phase Series RLC Branch
Параметры блока Three-Phase Series RLC Branch даны на рис. 9.
Рис. 9. Параметры блока Three-Phase Series RLC Branch
Блок шинного селектора (Bus Selector) предназначен для измерения характеристик машины. В библиотеке Simulink раскрываем следующий путь до группы блоков «Разводка сигнала» (Signal Routing) (рис. 10). Переносим блок Bus Selector на рабочее поле.
Рис. 10. Расположение блока Bus Selector в окне библиотеки Simulink
Открываем блок шинного селектора. Из списка характеристик выбираем электромагнитный момент (Electromagnetic torque Te) и скорость вращения ротора (Rotor speed) и добавляем их в список выбранного (Selected signals) кнопкой Select (рис. 11).
Рис. 11. Выбор характеристик в блоке Bus Selector
Блок Powergui, необходимый для работы модели, находится в разделе Fundamental Blocks библиотеки SimPowerSystems. Параметры блока Powergui даны на рис. 12.
Рис. 12. Параметры блока Powergui
Результаты моделирования электропривода на базе асинхронных двигателей (MTF412-6), работающих на электрический вал, приведены на рис. 13.
Рис. 13. Графики скорости и электромагнитного момента
Литература:
- 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.
- Герман-Галкин С. Г. Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК. – СПб.: КОРОНА-Век, 2008. – 368 с.
- Герман-Галкин С. Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. – СПб.: КОРОНА принт, 2007. – 320 с.
- Черных И. В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. – М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. – 288 с.
