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



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

Емельянов Александр Александрович, доцент;

Бесклеткин Виктор Викторович, ассистент;

Пестеров Дмитрий Ильич, студент;

Вотяков Александр Сергеевич, студент;

Захаров Александр Олегович, студент;

Соснин Александр Сергеевич, студент;

Антоненко Илья Александрович, студент;

Коновалов Илья Дмитриевич, студент;

Бабкин Виталий Андреевич, студент

Российский государственный профессионально-педагогический университет (г. Екатеринбург)

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.

Приведем уравнение для расчета тока I_Sx по оси (+1) из работы [1]:

Перенесем в левую часть:

Обозначим .

Тогда ток I_Sx определится в следующем виде:

Структурная схема для определения проекции статорного тока I_Sx на ось (+1) приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема проекции статорного тока I_Sx на ось (+1)

Аналогично приведем уравнение для расчета тока I_Sy по оси (+j) из работы [1]:

Перенесем в левую часть:

Определим ток I_Sy:

Структурная схема для определения проекции статорного тока I_Sy на ось (+j) приведена на рис. 2.

Рис. 2. Структурная схема проекции статорного тока I_Sy на ось (+j)

Из уравнения (1’) работы [1] по оси (+1) выразим Ψ_Sx:

Структурная схема для определения проекции потокосцепления Ψ_Sx на ось (+1) приведена на рис. 3.

Рис. 3. Структурная схема проекции потокосцепления Ψ_Sx на ось (+1)

Из уравнения (1”) работы [1] по оси (+j) выразим Ψ_Sy:

Структурная схема для определения проекции потокосцепления Ψ_Sy на ось (+j) приведена на рис. 4.

Рис. 4. Структурная схема проекции потокосцепления Ψ_Sy на ось (+j)

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_S 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_S 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; rr=Rr/Zb; lbr=Xr/Zb;

lm=Xm/Zb; Lm=lm*Lb; betaN=(Omega0N-OmegaN)/Omega0N; ks=lm/(lm+lbs); kr=lm/(lm+lbr); lbe=lbs+lbr+lbs*lbr*lm^(-1); Lbe=lbe*Lb; roN=0.9962; rrk=roN*betaN; RRk=rrk*Zb; RS2=RRk/ks+Rs/kr;

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., Захаров А.О., Соснин А.С., Антоненко И.А., Коновалов И.Д., Бабкин В.А. Моделирование асинхронного двигателя с переменными I_S – Ψ_S на выходе апериодических звеньев в системе абсолютных единиц в Simulink-Script // Молодой ученый. - 2017. - №47.
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.