Matlab асинхронный двигатель: Асинхронный электродвигатель в симулинк.

Содержание

Модельный многовариантный синтез асинхронного электропривода

Все статьи цикла

Введение

Стремление сделать модель максимально приближенной к реальному объекту повышает ее сложность и, как следствие, затраты на разработку и программную реализацию. В некоторых случаях модель может стать настолько сложной, что отладка ее будет просто невозможна. Таким образом, модель должна быть достаточно простой (без потери адекватности!). Собственно, искусство моделирования и состоит в том, чтобы построить модель, которая наиболее адекватна из всех простых и наиболее проста из всех адекватных.

В основе построения модели системы лежит математическое описание ее отдельных блоков различной физической природы и их связей. Поэтому математика, отражающая физику процессов в системе, должна присутствовать, а представлением этой математики в среде MATLAB–Simulink являются структурные модели.

Однако современный уровень развития инструментальных средств моделирования таков, что он позволяет исключить запись уравнений, предоставляя исследователю исчерпывающий набор виртуальных средств. Они дают в руки разработчику инструменты, позволяющие работать с виртуальной моделью реального объекта, при этом математика (вся или существенная ее часть) уходит как бы на задний план (уравнения создаются самой инструментальной средой, они не «видны»). Такие модели при проектировании следует использовать на начальном этапе, когда еще не создано математическое описание, необходимое для решения задач синтеза электропривода. В этом случае виртуальная модель служит эталоном, по которому можно сверять результаты исследования на структурных моделях.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (АКЗ) является существенно нелинейным объектом управления. Основой построения таких систем автоматического управления служит метод структурного синтеза, описанный в работе Бойчука Л. М. [1]. Дальнейшее развитие этого метода осуществлено в работе Попова О. С. при решении обратных задач динамики [9]. В данной статье этот метод использован при многовариантном синтезе асинхронного электропривода.

Модельное исследование динамики электромеханической части асинхронного электропривода

Для моделирования выбран асинхронный короткозамкнутый двигатель (АКЗ) 20HP (15 кВт) со следующими паспортными данными и параметрами:

UAB = 400 B; U1m = 310 B;

f1 = 50 Гц; w1 = 314 1/c;

Rs = 0,2147 Ом; RR = 0,2205 Ом;

LS = LR = 0,06518 Гн, Lm = 0,06419 Гн;

J = 0,102 кг·м2; p = 2.

Виртуальная (имитационная) модель электромеханической части асинхронного электропривода приведена на рис. 1. Эта модель содержит асинхронный короткозамкнутый двигатель (блок Asynchronous Machine), трехфазный автономный инвертор напряжения (блок Universal Bridge) с источником питания постоянного тока (блок DC). Автономный инвертор напряжения (АИН) управляется от широтно-импульсного модулятора (ШИМ) с синусоидальной модуляцией (блок PWM Generator). Момент нагрузки на валу асинхронной машины зависит от механических свойств объекта регулирования и механической передачи между машиной и объектом. Далее рассматриваются системы со статическим моментом нагрузки, равным номинальному. В представленной модели напряжение на фазах двигателя и частота, являясь переменными режима, могут изменяться независимо друг от друга. Исследование динамических процессов в модели осуществляется при сохранении постоянного отношения U1m/w1 = 310/314 1. Результаты моделирования переходных процессов по моменту и скорости (рис. 2) свидетельствуют о том, что асинхронный двигатель при управлении от инвертора является нелинейным и колебательным объектом регулирования.

Рис. 1. Модель электромеханической части (АКЗ с АИН) асинхронного электропривода

Рис. 2. Результаты моделирования переходных процессов по моменту и скорости в виртуальной модели

 

Структурный синтез электропривода с АКЗ

Необходимым условием синтеза асинхронного электропривода является математическое описание асинхронного двигателя (объекта регулирования). В основе этого математического описания лежит метод результирующего вектора [5] и метод основной (гладкой) составляющей [2]. Математическое описание АКЗ с АИН осуществляется в неподвижной системе координат с вещественной осью α и мнимой осью β. Это математическое описание хорошо известно из литературы [4, 7, 8]:

В системе уравнений (1) r = (RS+kR2RR), LS = (LSLm2/LR), kR = Lm/LR, TR = LR/RR — параметры АКЗ; isa, isb, YRa, YRb, wm — переменные состояния АКЗ: токи, потокосцепления и угловая скорость ротора; M, MH — электромагнитный момент на валу двигателя и номинальный нагрузочный момент; J — суммарный момент инерции двигателя и приведенного рабочего механизма.

Уравнения (1) в операторной форме запишутся в виде:

Структурная модель АКЗ, построенная по уравнениям (2), показана на рис. 3.

Рис. 3. Модель АКЗ с АИН в неподвижной (естественной) системе координат

Коэффициенты, рассчитанные для выбранного двигателя и необходимые для моделирования уравнений (2):

  • r = 0,4285 Ом;
  • Ts = 0,0046 c;
  • TR = 0,2956 c;
  • kR = 0,9848;
  • Ls = 0,00196 Гн.

На вход модели в момент времени t = 0 подаются напряжения usa = U1msinw1t, usb = U1msin(w1t–p/2), представляющие собой амплитуду первой (основной) гармоники напряжения на выходе АИН с ШИМ по синусоидальному закону [6]. Теоретическое обоснование возможности такого представления напряжения на двигатель дано в [4].

Результаты моделирования переходных процессов по моменту и скорости показаны на рис. 4, и они полностью совпадают с результатами виртуальной модели (рис. 2), что подтверждает адекватность структурной модели, построенной по уравнениям (2).

Рис. 4. Результаты моделирования переходных процессов по моменту и скорости в структурной модели в неподвижной системе координат

Колебательность и нелинейность АКЗ как объекта регулирования теперь легко объясняются наличием нелинейных (блоки умножения) перекрестных связей между каналом, в котором формируется потокосцепление ротора, и каналом, в котором формируется ток статора.

При наличии адекватной математической модели электромеханической подсистемы асинхронного электропривода можно приступить к его многовариантному структурному синтезу, который осуществим в несколько этапов.

Этап 1

На первом этапе математическое описание АКЗ вместе с АИН представляется во вращающейся с относительной угловой скоростью wk системе координат с вещественной осью x и мнимой осью y. Тогда уравнения (2) в операторной форме запишутся в виде:

Модель, построенная по уравнениям (3), представлена на рис. 5.

Рис. 5. Модель АКЗ с АИН во вращающейся системе координат

Переходные процессы в модели по моменту и скорости приведены на рис. 6. Сравнивая переходные процессы в АКЗ с АИН, полученные для виртуальной модели (рис. 2), модели в неподвижной системе координат (рис. 4) и модели во вращающейся системе координат (рис. 6), видим их полную идентичность. Это обстоятельство показывает, что для анализа собственно электрической машины выбор системы координат не играет роли. Однако для синтеза замкнутых систем выбор системы координат является решающим.

Рис. 6. Результаты моделирования переходных процессов по моменту и скорости в структурной модели во вращающейся системе координат

Это особенно проявляется при синтезе параметров регуляторов и при моделировании всей системы в пакете Simulink, так как этот пакет обладает своими особенностями и возможностями, которые можно с успехом использовать при решении поставленных задач.

При построении асинхронного электропривода структурный синтез связан с выбором базового результирующего вектора [7]. Базовым результирующим вектором считается тот, который совмещается с одной (обычно вещественной) вращающейся осью комплексной плоскости.

Этап 2

Управление электроприводом организуется так, чтобы базовым вектором был вектор потокосцепления ротора. Математически это значит, что вектор  –ψR совмещен с осью x вращающейся системы координат, тогда в уравнениях (3) следует принять ψRy = 0,  –ψR = ψRx, и система уравнений (3) запишется в виде:

Реализация второго этапа синтеза требует соблюдения условия, при котором угловая скорость вращения системы координат в соответствии с четвертым уравнением системы (4) зависeла бы от значений переменных состояния машины и определялась из уравнения:

Это значит, что система уравнений (4) описывает уже не АКЗ с АИН, а некую мехатронную систему, в которой асинхронный двигатель управляется так, чтобы выбранный вектор был совмещен с вещественной осью вращающейся системы координат. В этой модели частота модуляции инвертора, являясь функцией переменных состояния, не может изменяться независимо от них. Структурная модель системы во вращающейся системе координат, совмещенной с потокосцеплением ротора, показана на рис. 7.

Рис. 7. Структурная модель мехатронной системы во вращающейся системе координат с базовым вектором потокосцепления ротора

В этой структуре блок Subsystem, в котором рассчитывается скорость вращения координат (частота модуляции в АИН) по уравнению (5), является уже блоком, который должен быть реализован в системе управления.

В этом случае, как это видно из структурной схемы (рис. 7), рассматриваемая мехатронная система имеет два взаимосвязанных канала: канал по составляющей x, определяющий потокосцепление ротора, и канал по составляющей y, определяющий составляющую тока isy. Взаимосвязь каналов не позволяет разделить электромагнитные процессы во времени, т. к. модули проекций векторов напряжения на оси связаны уравнением Usx2+Usy2 = U1m2.

Результаты моделирования синтезированного на втором этапе электропривода с АКЗ показаны на рис. 8. В сравнении с предыдущими результатами (рис. 2, 4, 6), здесь отсутствуют колебательные процессы токов, потокосцепления и скорости вследствие того, что перекрестные связи в каналах потоко­сцепления и скорости значительно ослаблены медленным нарастанием скорости вращения координат.

Рис. 8. Результаты моделирования переходных процессов по моменту и скорости в структурной модели в системе координат, вращающейся со скоростью, определенной уравнением (5)

В системе, синтезированной на этом этапе, переходный процесс по потокосцеплению значительно затянут. Этим объясняется затягивание переходного процесса по скорости аналогично тому, как это происходит в двигателе постоянного тока с независимым возбуждением при изменении потока возбуждения.

Этап 3

Предполагая, что все переменные состояния (в том числе и потокосцепление ротора) можно измерить или вычислить, управление организуется так, чтобы на выходе канала x поддерживать постоянное значение потоко­сцепления ротора, а на выходе канала y поддерживать заданную скорость вала двигателя.

Потокосцепление ротора и скорость вращения ротора являются независимыми переменными состояния системы, поэтому задающие сигналы в рассматриваемой структуре могут быть разделены во времени. Для такой реализации необходимо в канале x синтезировать регулятор потокосцепления, на входе которого поддерживать постоянный сигнал, а в канале y синтезировать регулятор скорости. В этом случае структурная схема электропривода с АКЗ повторяет структурную схему электропривода постоянного тока с ДПТ с независимым возбуждением.

Параметрический синтез регуляторов в таком электроприводе осуществляется для каждого канала независимо, в соответствии с классической процедурой [7]. Структурная модель электропривода с АКЗ на этом этапе синтеза показана на рис. 9.

Рис. 9. Структурная схема замкнутой асинхронной системы с векторным управлением

Управление в такой структуре осуществляется аналогично системе электропривода постоянного тока: первоначально устанавливается значение потока, а затем подается сигнал в канал управления скоростью. Результаты моделирования в синтезированной на третьем этапе системе электропривода приведены на рис. 10. В этой системе перекрестные связи в каналах потокосцепления и скорости значительно ослаблены наличием отрицательных обратных связей и регуляторов в этих каналах. Здесь уже можно разделить во времени переходные процессы по потоку и скорости, а кроме того, изменением задающего сигнала в канале скорости можно изменять амплитуду тока в канале y, тем самым изменяя ток статора АКЗ.

Рис. 10. Электромагнитные и электромеханические процессы в асинхронном электроприводе

Этап 4

Для компенсации влияния перекрестных связей, а также для ограничения токов в фазах двигателя следует в каждом канале добавочно включить регулятор тока. Преимущественное применение в асинхронном электроприводе получили релейные регуляторы тока, обеспечивающие скользящий режим по току («токовый коридор») [3]. На четвертом этапе синтеза рассмотрим систему с релейными регуляторами тока в каналах.

Модель такой системы показана на рис. 11. Электромагнитные и электромеханические переходные процессы при ограничении токов на уровне 50 А представлены на рис. 12.

Рис. 11. Модель асинхронного электропривода с релейными контурами тока в каналах

Рис. 12. Переходные процессы в асинхронном электроприводе с релейными контурами тока в каналах

На этом этапе можно закончить процедуру структурного синтеза электропривода и приступить к его пошаговой модельной реализации. Эту реализацию осуществим для структуры электропривода с токовыми контурами (рис. 11). Алгоритм такой реализации должен содержать:

  • Представление асинхронной машины в непо­движной (естественной) системе координат.
  • Преобразование управляющих сигналов из вращающейся системы координат (x,y) в неподвижную систему координат (a,b) по уравнениям:

usa = usxcoswkt–usysinwkt,

usb = usxsinwkt+usycoswkt.              (6)

  • Преобразование переменных состояния (токов, потокосцеплений), измеренных в двигателе, из неподвижной системы координат (a,b) во вращающуюся систему координат (x,y) для использования их в управляющей части для реализации обратных связей и для расчета скорости вращения координат. Эти преобразования осуществляются по уравнениям:

usx = usacoswkt+usbsinwkt,

usy = –usasinwkt+usbcoswkt;           (7)

  • Вычисление угла поворота системы координат путем интегрирования скорости, полученной на основании уравнения (8) в блоке Subsystem.

Этап 5

На этом этапе структурная модель электропривода (рис. 13) реализуется в соответствии с приведенным алгоритмом.

Рис. 13. Структурная модель электропривода с двойным преобразованием системы координат

Преобразование управляющих сигналов из вращающейся системы координат (x,y) в неподвижную систему координат осуществляется в блоке x,y_a,b. Преобразование переменных состояния (токов, потокосцеплений) из неподвижной системы координат (a,b) во вращающуюся систему координат осуществляется в блоках a,b_x,y. Асинхронная машина представлена моделью в неподвижной системе координат (рис. 3). Параметры регуляторов потокосцепления, токов и скорости взяты из модели, приведенной на рис. 11.

Результаты моделирования, полученные на данной модели (рис. 14), полностью совпадают с результатами, полученными выше, что является очередным подтверждением адекватности модели.

Рис. 14. Переходные процессы в электроприводе с двойным преобразованием системы координат

Этап 6

На этом этапе модель электропривода строится аналогично реальной системе. Модель содержит:

  • Электромеханическую подсистему, включающую виртуальную модель АКЗ с АИН, реализованную в неподвижной системе координат. Эта модель при дальнейшем проектировании заменяется физической моделью.
  • Схему управления, реализованную во вращающейся системе координат. В соответствии с этой моделью в дальнейшем проектируется микроконтроллер.
  • Преобразователи координат из неподвижной трехфазной (a,b,c) во вращающуюся двухфазную систему координат (x,y) в соответствии с уравнениями:
  • Преобразователи координат из вращающейся (x,y) в неподвижную (a,b,c) в соответствии с уравнениями:
  • Измерительную часть.

Полная модель асинхронного электропривода представлена на рис. 15. Модели отдельных блоков системы управления и блоков преобразования координат с поясняющими уравнениями показаны на рис. 16–20.

Рис. 15. Виртуальная модель асинхронного электропривода

Рис. 16. Модель блока Prip Controller

Рис. 17. Модель блока Flux Calculation

Рис. 18. Модель блока ABC to XY conversion

Рис. 19. Модель блока Teta Calculation

Рис. 20. Модель блока XY to ABC conversion

Переходные процессы по токам, потоко­сцеплению, моменту и скорости показаны на рис. 21. Они достаточно хорошо совпадают с результатами, полученными на математических моделях. Мгновенные токи в фазах А,В,С асинхронного двигателя показаны на рис. 22. На первоначальном участке пуска (t = 0…0,1 c), когда поток еще не достиг номинального значения, токи в фазах постоянны и ограничены заданным значением. Затем, когда поток практически постоянен, а задание по скорости равно нулю (t = 0,1…0,2 c. ), токи в фазах уменьшаются за счет роста угловой скорости вращения координат wk. При подаче сигнала в канал управления скоростью наблюдается кратко­временный переходный процесс по скорости с выходом на ограничение по току с переходом в установившийся режим работы.

Рис. 21. Переходные процессы в виртуальном асинхронном электроприводе

Рис. 22. Токи в фазах асинхронного двигателя при пуске и в установившемся режиме работы электропривода

 

Заключение

Многовариантный структурный синтез асинхронного электропривода является одной из основных процедур модельно-ориентированного проектирования (МОП) [10], носящего название «Разработка путем моделирования» («Симуляция»). Дальнейшая процедура МОП содержит несколько этапов.

На первом этапе в пакете Simulink осуществляется переоборудование непрерывной системы управления в цифровой аналог.

На втором этапе при использовании одного из пакетов расширения MATLAB Coder, Simulink Coder, Embedded Coder из цифровой модели системы управления автоматически генерируется исполняемый код (процедура «Автоматическая генерация кода»).

На третьем этапе проектирования осуществляется компиляция кода и загрузка его на целевое устройство, работающее в режиме реального времени (процедура «Непрерывное тестирование и верификация»).

Далее можно осуществить быстрое прототипирование, которое может быть реализовано на целевом компьютере с помощью xPC Target или на промышленной целевой вычислительной аппаратуре с использованием Real-Time Workshop Embedded Coder.

Все эти задачи, применительно к проектированию асинхронного электропривода, планируется описать в дальнейших уроках по моделированию в разделе «Школа MATLAB».

Литература

  1. Бойчук Л. М. Метод структурного синтеза нелинейных систем автоматического управления. М.: Энергия. 1971.
  2. Булгаков А. А. Новая теория управляемых выпрямителей. М.: Наука. 1970.
  3. Бродовский В. Н., Иванов Е. С. Приводы с частотно-токовым управлением. М.: Энергия. 1974.
  4. Герман-Галкин С. Г. Matlab–Simulink. Проектирование мехатронных систем. СПб.: Корона Век. 2008.
  5. Ковач К. П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. Пер. с нем. М.-Л.: Госэнергоиздат. 1963.
  6. Розанов Ю. К. Силовая электроника. М.: Издательский дом МЭИ. 2007.
  7. Слежановский О. В., Дацковский Л. Х., Кузнецов И. С., Лебедев Е. Д., Тарасенко Л. М. Системы подчиненного регулирования электропривода переменного тока с вентильными преобразователями. М.: Энергоатомиздат. 1983.
  8. Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным управлением. М.: Академия. 2006.
  9. Popow O. S. Elementy teorii systemów — systemy dynamiczne. Politechnika Szczeсiń Wydzial Informatyki. Szczecin. 2005.
  10. http://chinimavto.ru/

3.2 Виртуальная модель асинхронного двигателя в среде matlab

По умолчанию модель
асинхронного двигателя из раздела
библиотеки SimPowerSystems
даётся для фазного ротора (рисунок
3.13,а).

Рисунок
3. 13 – Виртуальная модель асинхронной
машины: а) модель в абсолютных единицах
двигателя с фазным ротором; б) модель
короткозамкнутого двигателя; в)
измерительный инструмент

Клеммы A,
B,
C
служат для подключения к трёхфазному
напряжению, клеммы a,
b,
c
– выходы обмотки ротора. Параметры
двигателя для модификации SI
Units
вводятся через диалоговое окно в
абсолютных единицах, которое вызывается
двойным щелчком по изображению двигателя
(рисунок 3.14).

Рисунок
3.14 – Окно ввода параметров двигателя
в абсолютных единицах

В строке Rotor
type
предлагается два варианта: Wound
– двигатель с фазным ротором и Squirrel
cage
– короткозамкнутый двигатель (с беличьей
клеткой). В строке Reference
frame
предлагается три варианта выбора системы
координат:Rotor
– вращающаяся с ротором с одинаковой
частотой; Stationary
– неподвижная, наиболее естественная
для нас; Synchronous
– система координат, синхронно вращающаяся
с частотой сетевого напряжения. Параметры
асинхронного двигателя вводятся в
следующие строки в абсолютных единицах.

Чаще всего
применяется короткозамкнутый двигатель
(рисунок 3.13,б). К выходу m
подключается специальный демультиплексор
Machines Measurement
Demux
, находящийся
в разделе SimPowerSystems
в подразделе Machine.

Тип машины
переменного тока отражается в строке
Machine
type,
открываемого двойным щелчком левой
кнопки мыши (рисунок 3.15).

Рисунок
3.15 – Окно выбора типа машины и перечня
выходных переменных

Следует иметь в
виду, что эти параметры в справочниках
и каталогах не приводятся, а рассчитываются
с помощью различных методик, например,
так, как это рассмотрено в предыдущем
пункте.

По входу Tm
задаётся активный момент нагрузки в
Нм. По требованию программы Simulink
на рабочем поле модели должен быть
размещён блок
Multimeter
(рисунок 3. 13, в), иначе процесс моделирования
блокируется.

асинхронный
электропривод – центробежный насос

Одним из наиболее
эффективных путей развития энергосберегающих
технологических режимов при управлении
центробежными насосами является
регулируемый электропривод. В настоящее
время, доминирующее положение занимают
частотно – регулируемые асинхронные
электроприводы с системами автоматического
управления, что позволяет решить не
только технологические задачи насосных
агрегатов, но и проблему энергосбережения
[1].

Формирование
требуемых статических и динамических
свойств асинхронного частотно-регулируемого
электропривода возможно лишь в замкнутой
системе регулирования его координат,
функциональная схема которого представлена
на рисунке 3.16 [2].

Р –
регулятор; Д – датчик переменных
электропривода; ПЧ – преобразователь
частоты.

Рисунок
3.16 – Функциональная схема замкнутой
системы ПЧ-АД.

Для
увеличения диапазона регулирования по
скорости в данную систему регулирования
необходимо введение отрицательной
обратной связи по скорости. Поэтому в
математическом описании переходных
процессов электропривода учитывается
обратная связь по скорости. Структурная
схема системы ПЧ-АД с отрицательной
обратной связью по скорости будет иметь
вид [2]:

Отметим,
что структурная схема, в соответствии
с рисунком 3.17,

является
линеаризованной системой электропривода.

Рисунок
3.17 – Структурная схема системы ПЧ-АД
с обратной связью по
скорости.

На схеме приняты
следующие обозначения:

β
– модуль
жесткости механической характеристики
;

Тэ
– эквивалентная электромагнитная
постоянная времени цепей статора и
ротора АД;

kПЧ
– передаточный коэффициент функции
ПЧ;

ТПЧ
– постоянная времени цепи управления
ПЧ;

Тм
– электромеханическая постоянная
времени.

Уравнение
движения, согласно передаточной функции
W1
структурной

схемы, можно
записать в следующем виде:

,
(3.15)

или

,
(3.16)

где
приращение скорости;приращение
момента;

приращение
статического момента нагрузки.

Согласно передаточной
функции W2
будем иметь следующее

соотношение:

,
(3.17)

которое можно
написать в виде дифференциального
уравнения:

,
(3.18)

где
приращение угловой скорости
электромагнитного поля АД.

Уравнение ПЧ,
исходя из передаточной функции W3,
запишем:

,
(3. 19)

а РС ( передаточная
функция W4)
представим уравнением:

,
(3.20)

или

,
(3.21)

Приращение
запишем в следующем виде:

,
(3.22)

где
— приращение задающего сигнала;

— коэффициент
обратной связи по скорости.

Таким образом,
математическое описание частотно –
регулируемого

электропривода
центробежного насоса можно представить
следующей

системой уравнений:

,

,(3.23)

,

,

.

Аварийный дизель-генератор и асинхронный двигатель
— MATLAB и Simulink

Основное содержание

Открытая модель

В этом примере показан инструмент Machine Load Flow блока Powergui для инициализации системы асинхронного двигателя/дизель-генератора.

Г. Сибилль (Hydro-Quebec), Тарик Забайу (ETS)

Описание схемы

Установка, состоящая из резистивной и двигательной нагрузки, питается напряжением 2400 В от распределительной сети 25 кВ через трансформатор звезда-треугольник 6 МВА 25/2 кВ и от аварийного синхронного генератора/дизельного двигателя. Сеть 25 кВ моделируется эквивалентным источником R-L с уровнем короткого замыкания 1000 МВА и нагрузкой 5 МВт. В системе 25 кВ происходит трехфазное замыкание на землю, что приводит к размыканию автоматического выключателя 25 кВ.

Демонстрация

1. Чтобы запустить моделирование в установившемся режиме, синхронная машина и асинхронный двигатель должны быть инициализированы с помощью инструмента Load Flow программы powergui. Параметры потока нагрузки машины и двигателя определяются на вкладке «Распределение нагрузки» двух блоков:

Для синхронной машины: Параметр «Тип генератора» установлен на «PV», что указывает на то, что поток нагрузки выполняется с машина, контролирующая свою активную мощность и напряжение на клеммах. Параметр «Выработка активной мощности P» установлен на 0,

Для асинхронного двигателя: Параметр «Механическая мощность» установлен на 1,492e+006 Вт (2000 л.с.).

2. В меню Powergui выберите «Загрузить поток». Появится новое окно. Сводка настроек потока нагрузки отображается в таблице.

3. Нажмите кнопку «Вычислить», чтобы решить поток нагрузки. В таблице теперь отображаются фактические активные и реактивные мощности машин.

4. Нажмите кнопку «Применить», чтобы применить решение потока нагрузки к модели.

5. Откройте блоки SM и ASM и обратите внимание, что начальные значения были обновлены инструментом Load Flow. Значение постоянного блока, подключенного к входу крутящего момента асинхронного двигателя, также было автоматически установлено равным 7964 Н.

6. Откройте блок регулятора дизельного двигателя. Обратите внимание, что начальное значение механической мощности было установлено на 0,00027 о. е. (844 Вт) инструментом Load Flow.

7. Откройте блок ВОЗБУЖДЕНИЕ и обратите внимание на вкладку Начальные значения, что начальные значения напряжения на клеммах и напряжения возбуждения установлены соответственно на 1,0 и 1,4273 о.е.

8. Щелкните правой кнопкой мыши блок EXCITATION, затем выберите тип системы возбуждения, которую вы хотите имитировать.

Обратите внимание, что начальные значения всех моделей уже предварительно сохранены с одинаковыми начальными значениями. Для модели ST2A дополнительная линия, представляющая начальное значение терминального тока It0, установлена ​​равной 0,2739 о.е.

9. Запустить моделирование. В осциллографах проверьте, что симуляция запускается в установившемся режиме.

Результаты моделирования

Результаты моделирования, полученные с различными системами возбуждения, демонстрируют хорошую стабильность при устранении неисправности. Однако модели ST1A и AC1A обеспечивают лучшую стабильность. Стабилизация напряжения на клеммах Vt достигается менее чем за 2 секунды с моделью ST1A и менее чем за 3 секунды с моделью AC1A. Результаты, полученные с моделями AC4A и DC2A, менее эффективны: система стабилизируется дольше, стабилизация напряжения на клеммах Vt достигается через 6 секунд. Обратите внимание, что напряжение поля Vf достигает своего предела без насыщения в большинстве моделей.

После устранения неисправности и изоляции, а также для всех моделей возбуждения механическая мощность СД увеличивается с начального значения 0 о.е. до конечного значения 0,80 о.е., требуемого резистивной и двигательной нагрузкой (2,49 МВт). Скорость двигателя кратковременно снижается с 1789 об/мин до 1635 об/мин, затем восстанавливается близко к нормальному значению.

У вас есть модифицированная версия этого примера. Хотите открыть этот пример со своими правками?

Вы щелкнули ссылку, соответствующую этой команде MATLAB:

Запустите команду, введя ее в командном окне MATLAB.
Веб-браузеры не поддерживают команды MATLAB.

Выберите веб-сайт, чтобы получить переведенный контент, где он доступен, и ознакомиться с местными событиями и предложениями. В зависимости от вашего местоположения мы рекомендуем вам выбрать: .

Вы также можете выбрать веб-сайт из следующего списка:

Европа

Свяжитесь с местным офисом

  • Пробная версия программного обеспечения
  • Пробная версия ПО
  • Обновления продуктов
  • Обновления продуктов

Математическая модель асинхронной машины в MATLAB Simulink

  • Идентификатор корпуса: 18406864
  title={Математическая модель асинхронной машины в MATLAB Simulink},
  автор = {Асрар Ахмад Ансари и Д. М. Дешпанде},
  год = {2010}
} 
  • А. А. Ансари, Д. Дешпанде
  • Опубликовано в 2010 г.
  • Информатика

На протяжении многих лет для изучения различных проблем, связанных с асинхронными двигателями, использовались различные математические модели. Они варьируются от простых моделей эквивалентных схем до более сложных моделей d,q и моделей abc, которые позволяют включать различные формы несимметрии импеданса и/или напряжения. Недавно были разработаны гибридные модели, которые позволяют учитывать дисбаланс со стороны предложения, но с вычислительной экономией d,q-моделей. В данной статье эти модели представлены с типичными… 

Математическое моделирование и анализ скоростного крутящего момента трехфазного индукционного двигателя клетки из белки с использованием Matlab Simulink для электрических машин Лабораторный математический моделирование и анализ скоростного крутя Ahmad

  • Engineering

  • 2013
  • На протяжении многих лет для изучения различных проблем, связанных с асинхронными двигателями, использовались различные математические модели. Они варьируются от простых моделей эквивалентных схем до более сложных d,q…

    Моделирование устройств плавного пуска для автоматизированного электропривода

    В данной работе исследованы условия благоприятного пуска асинхронных двигателей с фиксированной скоростью с целью повышения функциональной надежности двигателей. Методы управляемого плавного пуска…

    Моделирование асинхронных машин и его исследование изменения крутящего момента при переменных параметрах в период свободного разгона

    • Сирадж Ахмед, С. Сао, К. Анджанейулу
    • Инженерия

    • 2013

    Асинхронная машина (ИМ) является одной из наиболее распространенных форм электромеханического привода, используемого в промышленных, коммерческих и бытовых приложениях, и работает практически с постоянной скоростью. У ИМ есть больше…

    Моделирование и симуляция нейронной скорости контроллер для прямого управления крутящим моментом трехфазного асинхронного двигателя

    Этот метод используется в качестве приближенного метода управления в системе привода, особенно в таких приложениях, как электромобили и метро, ​​где используется такая машина.

    Модель на основе MATLAB для анализа влияния параметров эквивалентной цепи асинхронного двигателя на его динамические характеристики

    • Бхаскар Лодх, Вритвик Балоу
    • Инженерное дело параметры асинхронного двигателя в его динамических характеристиках с использованием модели на основе MATLAB/SIMULINK для сокращения времени установившегося режима и минимизации рывков при пуске двигателя.

      Моделирование и имитация используемого метода генетического алгоритма для управления скоростью трехфазного асинхронного двигателя

      • Джоко Куснанди, Харноко Стефанус, С. П. Хади производительность трехфазного асинхронного двигателя (ТИМ). Инвертор и метод SVPWM могут быть использованы для установки напряжения и частоты в соответствии с…

        Моделирование производительности приводного барабана с асинхронным двигателем в клетке с обратной связью по скорости и току с использованием поля-ориентированного управления

        • Анна Фило Энтони, Р. Санкаран
        • Инженерное дело

        • 2014

        Результаты моделирования показывают удовлетворительную работу типичной системы привода намотчика во всем рабочем диапазоне.

        Анализ обнаружения неисправностей на основе нечеткой логики для трехфазной системы привода асинхронного двигателя

        Модель для мониторинга состояния привода асинхронного двигателя DTC с использованием передовой технологии мягких вычислений, разработана нечеткая логика и представлены различные проблемы неисправности асинхронного двигателя с с помощью нечеткой системы обнаружения неисправностей с использованием программного обеспечения MATLAB/SIMULINK.

        МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭКВИВАЛЕНТНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ

        Целью исследования является метод точного определения эквивалентных параметров асинхронной машины для узла нагрузки, состоящего из нескольких групп асинхронных электродвигателей одного типа.

        Метод управления напряжением для стабильной работы SCIM с использованием прямого квадратурного преобразования

        В последние годы асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (SCIM) оказался очень экономичным и энергоэффективным в сочетании с усовершенствованными силовыми электронными инверторами. Множество решений промышленных проблем…

        ПОКАЗАНЫ 1-10 ИЗ 29 ССЫЛОК

        СОРТИРОВАТЬ ПОРелевантность Наиболее влиятельные документыНедавность

        Моделирование и симуляция электрических приводов с использованием MATLAB/Simulink и Power System Blockset

        В этом документе представлен унифицированный метод моделирования и симуляции электрических приводов с использованием пространства состояний формулировка в MATLAB/Simulink. Предлагаемый метод успешно реализован в…

        Моделирование и имитационное моделирование векторного управления асинхронными машинами с идентификацией сопротивления ротора

        • С. Уэйд, М. Данниган, Б. Уильямс
        • Информатика, инженерия

        • 1997

        В этом документе показано, что можно использовать доступное коммерческое программное обеспечение для моделирования и имитации асинхронной машины с векторным управлением. система, а также метод генерации команд фазы широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для расширения работы машины до более высоких скоростей до того, как произойдет ослабление поля.

        Цифровое компьютерное моделирование динамики трехфазных асинхронных машин – обобщенный подход

        • С. Н. Гани
        • Машиностроение

        • 1988

        Предложен единый и универсальный метод моделирования динамического поведения большой, взаимосвязанной, нелинейной, изменяющейся во времени физической системы, содержащей одну или несколько трехфазных…

        Моделирование и выполнение асинхронных приводов с рекуперацией энергии скольжения

        • Эюп Акпинар, П. Пиллари
        • Машиностроение

        • 1990

        Эту программу можно использовать для изучения переходных характеристик приводов с рекуперацией энергии скольжения для надлежащего номинала полупроводниковых устройств или для изучения влияния отказов на соответствующую мощность… Томас

      • Машиностроение

      • 1965

      Эффективность аналогового компьютера при изучении работы асинхронных машин продемонстрирована с помощью компьютерных результатов, которые показывают динамическое поведение 2-фазных и 3-фазных машин во время…

      Моделирование трехфазного асинхронного двигателя с использованием SIMULINK

      В этой статье описывается обобщенная имитационная модель трехфазного асинхронного двигателя с использованием программного пакета SIMULINK MATLAB. Модель основана на двухосной теории вращающейся рамы…

      Некоторые тесты точной практической теории асинхронного двигателя со сбалансированными питающими напряжениями можно представить как однофазный трансформатор с переменным сопротивлением нагрузки, подключенным к вторичным клеммам.

      Точное…

      Advanced Electric Drives: анализ, управление и моделирование с помощью Simulink

      • N. Mohan
      • Engineering

      • 2001

      Advanced Electric Drives использует основанный на физике подход для объяснения фундаментальных концепций управления современными электроприводами. его работу в динамических условиях и является бесценным ресурсом, облегчающим понимание анализа, управления и моделирования электрических машин.

      FPGA Реализация метода управления DTC для привода асинхронного двигателя

      Представлено применение FPGA в высокопроизводительном асинхронном приводе DTC и описано использование алгоритма CORDIC для некоторых математических операций в методе DTC.

      Анализ периодического переходного состояния статического привода Kramer

      • J. E. Brown, W. Drury, B. Jones, P. Vas
      • Engineering

      • 1986

      зависит от формы волны постоянного напряжения тиристорного восстановительного моста и индуктивности сглаживающего реактора звена постоянного тока.