Исследование модернизированной модели асинхронного двигателя в Simulink

Раскроем модель асинхронной машины в программе Matlab 7.11. Для этого вызовем файл Figl₆₀ (рис. 1.60) и щелчком правой кнопки мыши вызовем динамическое меню.

Выбираем команду Look Under Mask и раскрываем двигатель (рис. 1.61).

Раскрываем двойным щелчком левой кнопки мыши блок Mechanical model и вносим изменения, связанные с моделированием реактивного момента нагрузки (рис. 1.62).

Рис. 1.60. Модернизированные модели асинхронного двигателя для ввода параметров в абсолютных (Si Units) рисунок а) и относительных (ри Units) единицах — рисунок в); б) — блок измерения выходных переменных асинхронного двигателя; г) блок задания режимов моделирования.

Рис. 1.61. Структура модели асинхронного двигателя

Рис. 1.62. Модернизированная схема блока Mechanical model/Continuous Тт input

Для модернизации используем модель реактивной нагрузки, приведённой в файле Figl₂₃. Блок Reactiv тот введён без изменения, что для двигателя постоянного тока. Так как моделирование электромагнитного момента Те в модели в SimPowerSystems для асинхронного двигателя производится в некотором масштабе, то абсолютные значения активного и реактивного моментов нагрузки приводятся к масштабу Те через масштабный коэффициент SM.Tb2. Масштабный коэффициент на частоту вращения вводить нс надо, так как блок реактивного момента выделяет только знак частоты вращения.

В отличие от существующей модели, приведённой в SimPowerSystems версии 7.11, введён на входе Тт мультиплексор, по которому задаются значение активного момента ТА и реактивного момента 77?.

Модернизация модели в относительных единицах нс отличается от приведённой для абсолютных единиц, так как блоки Mechanical model выполнены одинаковыми.

Ввод исходной информации в диалоговое окно по двигателю в относительных единицах не вызывает особых затруднений, кроме параметра H (s) (см. рис. 1.63).

Рис. 1.63. Диалоговое окно для ввода параметров, А КЗ двигателя в относительных единицах

J

В технической литературе [3] известно выражение Н = —, где Н-

Мь1>

эквивалент момента инерции в относительных единицах. Однако выражсние для Я приведено для относительного времени. С учетом действитель;

Ууй).

ного времени это выражение для Я принимает вид: Я = — .

МьР

В Helpe приводится уравнение движения привода (1.39), в котором параметр Я записан с коэффициентом 2.

UI —II

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

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).

Рис. 1.64. Электропривод с модернизированной моделью двигателя (Fig 1 64)

Для примера возьмём двигатель RAII2M4 (см. табл. 1.2), введём справочные данные двигателя в программу Figl_5J и определим параметры схемы замещения, требуемые для моделирования двигателя в Simulink (рис. 1.66).

В абсолютных и относительных единицах для файлов Figl₆₄, Figl₆₅ введённая информация в диалоговые окна представлена на рис. 1.67.

Рис. 1.65. Привод с вводом параметров в безразмерной форме (Figl 65)

Рис. 1.66. Результаты расчета параметров схемы замещения двигателя RA112M4 по программе, приведённой в файле Fig 151

Рис. 1.67. Введённые параметры схемы замещении двигателя RAII2M4

Рис. 1.68. Результаты моделирования привода в абсолютных единицах

Результаты моделирования процесса пуска — реверса для обеих схем электропривода представлены на рис. 1.68−1.71. Нагрузка подастся по реактивному входу TR и выбрана номинального значения.

Рис. 1.69. Динамическая механическая характеристика двигателя RA112M4

в абсолютных единицах

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

Рис. 1.71. Динамическая механическая характеристика двигателя RA112М4

в относительных единицах

В приведённых примерах решались две задачи: показать, что модернизированная модель асинхронного двигателя способна работать с реактивным моментом нагрузки и что две разновидности моделей (в абсолютных и относительных единицах) идентичны. Анализ полученных результатов 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 вычисления параметра H (s).