Моделирование асинхронного двигателя с переменными IS – ΨR на выходе интегрирующих звеньев в системе абсолютных единиц в Simulink-Script



Данная работа является продолжением статьи [1], в которой проекции векторов и были получены на выходе апериодических звеньев. В этой статье проекции векторов и выведены на основе интегрирующих звеньев.

В работе [1] было получено уравнение (12):

Тогда потокосцепление Ψ_Rx по оси (+1) определится в следующей форме:

Структурная схема для определения Ψ_Rx приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема для определения потокосцепления Ψ_Rx

Для определения тока I_Sx приведем уравнение (13) из работы [1]:

Перенесем в левую часть:

Обозначим:

Разделим обе части уравнения на k_r:

Тогда I_Sx определится в следующей форме:

Структурная схема для определения тока I_Sx дана на рис. 2.

Рис. 2. Структурная схема для определения тока I_Sx

Аналогично, определим потокосцепление Ψ_Ry и ток I_Sy по оси (+j).

Из уравнения (15) работы [1] выразим Ψ_Ry:

Структурная схема для определения Ψ_Ry приведена на рис. 3.

Рис. 3. Структурная схема для определения потокосцепления Ψ_Ry

Для определения I_Sy приведем уравнение (16) из работы [1]:

Перенесем в левую часть:

Разделим обе части уравнения на k_r:

Выразим ток I_Sy:

Структурная схема для определения I_Sy приведена на рис. 4.

Рис. 4. Структурная схема для определения тока I_Sy

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

Рис. 5. Математическая модель определения электромагнитного момента M

Из уравнения движения выразим механическую угловую скорость вращения вала двигателя (рис. 6):

Рис. 6. Математическая модель уравнения движения

Математическая модель асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с переменными I_S – Ψ_R на выходе интегрирующих звеньев в системе абсолютных единиц приведена на рис. 7. Параметры асинхронного двигателя рассмотрены в работах [2] и [3].

Рис. 7. Математическая модель асинхронного двигателя с переменными I_S – Ψ_R на выходе интегрирующих звеньев в системе абсолютных единиц

Расчет параметров производим в Script:

PN=320000; UsN=380; IsN=324; fN=50; Omega0N=104.7; OmegaN=102.83; nN=0.944; cos_phiN=0.92; zp=3; Rs=0.0178; Xs=0.118; Rr=0.0194;

Xr=0.123; Xm=4.552; J=28; Ub=sqrt(2)*UsN; Ib=sqrt(2)*IsN; OmegasN=2*pi*fN; Omegab=OmegasN; Zb=Ub/Ib; Psib=Ub/Omegab; Lb=Psib/Ib; rs=Rs/Zb; lbs=Xs/Zb;

lm=Xm/Zb; Lm=lm*Lb; rr=Rr/Zb; lbr=Xr/Zb; betaN=(Omega0N-OmegaN)/Omega0N; kr=lm/(lm+lbr); lbe=lbs+lbr+lbs*lbr*lm^(-1); roN=0.9962; rrk=roN*betaN; RRk=rrk*Zb; re=rs+rrk*kr^2; Re=re*Zb;

Результаты моделирования асинхронного двигателя представлены на рис. 8.

Рис. 8. Графики скорости и момента

Литература:

1. Емельянов А.А., Бесклеткин В.В., Пестеров Д.И., Юнусов Т.Ш., Соснин А.С., Воротилкин Е.А., Забузов Е.И., Вандышев Д.М., Камолов И.И. Моделирование асинхронного двигателя с переменными I_S - Ψ_R на выходе апериодических звеньев в системе абсолютных единиц в Simulink-Script // Молодой ученый. - 2017. - №42.
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.