Исследование модернизированной модели асинхронного двигателя в Simulink

Раскроем модель асинхронной машины. Для этого вызовем файл Fig 1_60 (рис. 1.60) и щелчком правой кнопки мыши вызовем динами_ческое меню.

TL	m		TL	m	ir_abc
Ta	a		Ta	a	is_abc
A		A
b		b	m
B		B
			wm
C	c	C	c
Asynchronous Dv	Multimeter	Asynchronous Dv	Te
	SI Units			pu Units	Machines

Measurement

Demux

Рис. 1.60. Модернизированные модели асинхронного двигателя для ввода параметров в абсолютных (Si Units) и относительных (pu Units) единицах

Выбираем команду Look Under Mask и раскрываем двигатель (рис. 1.61). В отличие от существующей модели, приведённой в SimPowerSy* stems, заменено обозначение активного момента с T_m на T_a и введен до_полнительный вход для реактивного момента TL. Раскрываем двойным щелчком левой кнопки мыши блок ASM_mechanics и вносим измене_ ния, связанные с моделированием реактивного момента нагрузки

(рис. 1.62).

	ASM
A		a
	powersysdomain
B		b
C		c
	Source
	i	[tp520155]
[tp520173]	v	Goto
From	m

thr,wr

m

Te

	m_e	Out1
	m_m
			m
	Measurement list

Ta

Ta 2

Te

Рис. 1.61. Структура модели асинхронного двигателя

TL

thr,wr

TL 1

ASM_mechanics

TL		1_Tb1
		-K-
				Tf	Out1 ^In1		TL
					speed
					In2
			product(y)
			Out2 In3		Te-Ta
	1_Tb2
			Reactiv mom
	-K-
Ta
		-K-	1/s	-K-	1/s
	Product
	1_2H							thr,wr
			F
							w,Te,thr	-K-
Te
							m
								Gain
						1/p
	Рис. 1.62. Модернизированная схема блока ASM_mechanics

Для модернизации используем модель реактивной нагрузки, со_ держащейся в файле Fig 1_23. Введённые дополнительные блоки выде_ лены синим цветом. Блок Reactiv mom введён без изменения, что для двигателя постоянного тока. Так как моделирование электромагнитно_ го момента T_e в модели в SimPowerSystems для асинхронного двигателя производится в некотором масштабе, то абсолютные значения актив_ ного и реактивного моментов нагрузки приводятся к масштабу T_e через

масштабные блоки 1_Tb2 и 1_Tb1. Масштабный коэффициент на ча_ стоту вращения вводить не нужно, так как блок реактивного момента выделяет только знак частоты вращения.

Модернизация модели в относительных единицах не отличается от приведённой для абсолютных единиц, так как блоки ASM_mechanics выполнены одинаковыми.

Ввод исходной информации в диалоговое окно по двигателю в от_ носительных единицах не вызывает особых затруднений, кроме пара_ метра H (s) (см. рис. 1.63).

Рис. 1.63. Диалоговое окно для ввода параметров АКЗ двигателя в относительных единицах

В технической литературе [3] известно выражение H = (J _Σ ω_b ²)/(M_b p), где Н – эквивалент момента инерции в относитель_ных единицах. Однако выражение для Н приведено для относительно_ го времени. С учетом действительного времени это выражение прини_ мает вид: H = (J _Σ ω_b)/(M_b p).

В Help приводится уравнение движения привода (1.39), в котором параметр Н записан с коэффициентом 2:

d	ω		=		(T − F ω − T − TL).	(1.39)
dt		2 H
	m		e	ma

С учетом принятой в Simulink условностью выражение для H (s) принимает вид:

H (s)=	J ∑ ωb	.	(1.40)
	2 M b p

В диалоговое окно (см. рис. 1.63) введено значение H (s), вычисленное по формуле (1.40).

Рассмотрим два файла моделей с вводом параметров в абсолютных и безразмерных (относительных) единицах (рис. 1.64 и 1.65).

Step

Step1

Sine Wave

+ ++

s -s-s-

Sine Wave1

Clock

Switch Switch1

Sine Wave2

TL		ir_abc
Ta
A	m	is_abc
B
	m
C
	w m
Asynchronous Dv
SI Units		Te

Machines	Scope
Measurement
Demux
Multimeter
	XY Graph

Рис. 1.64. Электропривод с модернизированной моделью двигателя (Fig 1_64)

Step

Step1

Sine Wave

+ ++

s -s-s-

Sine Wave1

Clock

Switch Switch1

Sine Wave2

TL	ir_abc
Ta
A	m
B	is_abc
m
C
w m

Asynchronous Dv
pu Units	Te
	Machines	Scope
	Measurement
	Demux
Multimeter
		XY Graph

Рис. 1.65. Привод с вводом параметров в безразмерной форме (Fig 1_65)

Для примера используем двигатель RA112M4 (см. табл. 1.2), введём справочные данные двигателя в программу Fig 1_51 и определим пара_ метры схемы замещения, требуемые для моделирования двигателя в Si* mulink (рис. 1.66).

			0.04667	sn
			0.2624	sk
			1.029	c1
				Pn+dPmax
			0.5006	Rs
			0.9289	Rr
			0.209	Ls=Lr
			0.005896	LIs=LIr
			0.2031	Lm	In1	Out1
			0.02904	Lls/Lm
			Parametri shemi
			zamesheniya
	In1	Out1			Absolutnie
					velichini
			Parametri shemi
Out1	Shema zamesheniya	zamesheniya
	In1
		Bazovie znacheniya
Out2		Out1
AKZ Parameters	In2		310.3	Ub
	Bazovie znacheniya	12.02	Ib
	314.2	wb
			0.02	J
			25.81	Rb
			0.08216	Lb
			0.9876	Psib	In1
			35.62	Mb
			0.003183	tb		Out1
			26.71
			Mn
			Bazovie znacheniya		In2
						Bezrazmernie
						otnositelnie
						velichini

310.3			Ub
12.02			Ib
0.06739
0.5006			Rs
0.9289			Rr
0.209			Ls=Lr
0.2031			Lm
0.9718			kr
1.378			r
0.01163			Ls'
0.225			Tr
0.008438			Ts'
			1/J
26.71			Mn
Absolutnie
velichini
Absolutnie
velichini
			u
			i
			alfa k
0.75			mn
0.01939			rs
0.03599			rr
2.543			xs=xr
2.472			xm
0.9718
		kr
0.05338			r
0.1415			Xs'
70.67			Tr
2.651			Ts'
55.42			Tm
0.07177			xls=xlr
0.0441			Hs

Bezrazmernie otnositelnie velichini

Bezrazmernie otnositelnie velichini

Рис. 1.66. Результаты расчета параметров схемы замещения двигателя RA112M4 по программе, приведённой в файле Fig 1_51

В абсолютных единицах для файлов Fig 1_64, Fig 1_65 введённая в

диалоговое окно информация представлена на рис. 1.67.

Результаты моделирования процессов пуска и реверса для обеих схем электропривода представлены на рис. 1.68–1.71. Нагрузка подаёт_ ся по реактивному входу T_L номинального значения.

Рис. 1.67. Введённые параметры схемы замещения двигателя RA112M4

	X: 0. 01199	,
	Y: 84. 43
		X: 0. 221
100-		Y: -8. 958
	X: 0. 02165
	Y: 81. 33	X: 0.2206
		Y: 10.8
- 100
		, 1/
		X: 0.2214
		Y: 152.7
	X: 0.4809
-100
	Y: -151

- 200

X: 0. 01278

	Y: 167.5
	X: 0.2485	X: 0.492
Y: 26.66
		Y: -26.28

-100	X: 0. 2523

Y: -193.3

- 200

0 0.05 0.1 0. 15 0.2 0.25 0.3 0. 35 0.4 0. 45 0.5

Рис. 1.68. Результаты моделирования асинхронного электропривода в абсолютных единицах

Рис. 1.69. Динамическая механическая характеристика двигателя RA112M4 в абсолютных единицах

	X:0. 01177	,.
Y: 6.999
- 5		X: 0. 2346
	Y:-0. 7165
-10
	X: 0. 02148	,..
Y: 6. 754

				X:0. 2202
			Y: 0. 8564
-5
-10
				,..
0.5				X:0. 2387
				Y:0. 4852
								X: 0.487
-0.5									Y:-0. 4851
	X: 0. 01283			,..
	Y:4.704
			X: 0. 2403
								X:0. 4747
				Y:0. 748
									Y: -0. 7445
				X:0. 2522
-5				Y: -5.
	0.05	0.1	0. 15	0.2	0. 25	0.3	0.35	0.4	^0.45,^0.5

Рис. 1.70. Результаты моделирования пуска и реверса двигателя RA112M4 в относительных (безразмерных) единицах

Рис. 1.71. Динамическая механическая характеристика двигателя

RA112M4 в относительных единицах

В приведённых примерах решались две задачи: 1) модернизиро_ ванная модель асинхронного двигателя способна работать с реактив_ ным моментом нагрузки; 2) две разновидности моделей (в абсолютных и относительных единицах) идентичны. Анализ полученных результа_ тов доказывает, что модернизированные модели двигателя работают с реактивным моментом нагрузки и результаты моделирования одной и той же задачи в абсолютных и относительных единицах совпадают. Кроме того, доказана справедливость выражения (1.40) для вычисле_ ния параметра H (s).

Дата добавления: 2015-12-07