- •Расчет и исследование математических моделей электропривода с асинхронным двигателем и разомкнутой системой регулирования
- •1.1. Определение параметров силовой части электропривода
- •1.2. Математическое описание электропривода с асинхронным двигателем и разомкнутой системой регулирования в среде matlab- Simulink
- •1.2.2. Описание в системе электропривода с асинхронным двигателем координат α-β, вращающейся с синхронной скоростью.
- •1.2.3. Описание в системе электропривода с асинхронным двигателем в системе координат α-β, вращающейся с синхронной скоростью при учете насыщения.
- •1. 3. Моделирование электропривода с асинхронным двигателем и разомкнутой системой регулирования в пакете SimPowerSystems
- •1.3.1. Описание электропривода при питании двигателя от сети
- •1.3.1. Описание электропривода с разомкнутой системой регулирования при питании двигателя преобразователя частоты со звеном постоянного тока
- •1.4.1. U/f – регулирование в электроприводе с разомкнутой системой регулирования
- •4. Моделирование элктропривода, заменутого по скорости
- •1.4.1. Замкнутый по скорости электропривод, при Eа/f – регулировании
- •1.4.2. Модель асинхронного электродвигателя во вращающейся системе
- •1.4.3. Моделирование в среде matlab/Simulinkвекторной системы регулирования скорости электропривода
- •1.4.5. Моделирование векторной системы регулирования скорости электропривода в пакете SimPowerSystems.
- •2.2. Математическая модель вентильного двигателя
- •2.3. Расчетная модель системы регулирования скорости с вентильным
- •3. Моделирование следящего электропривода
- •3.1. Функциональные схемы следящего электропривода
- •Расчет и исследование математических моделей электропривода с асинхронным двигателем
Файл «Расчет модели вект упр АД»
Расчет и исследование математических моделей электропривода с асинхронным двигателем и разомкнутой системой регулирования
1.1. Определение параметров силовой части электропривода
Таблица 1
Основные параметры силовой части электропривода
№ |
Параметр |
Обозначение |
Размерность |
Формула |
Значение | |||
[Л1] |
SimPowerSystems | |||||||
1. |
Тип ротора |
К.з. |
Sqirrel cage |
- |
- |
| ||
2. |
Неподвижная система координат |
x–y |
Stationary |
- |
- |
| ||
3. |
Система координат, вращающаяся с синхронной скоростью |
|
- |
- |
| |||
4. |
Номинальное линейное напряжение |
U1л.н |
Vn |
В |
|
| ||
5. |
Номинальное фазное напряжение |
U1н |
|
|
|
| ||
6. |
Номинальный ток статора |
I1н |
In |
А |
|
| ||
7. |
Номинальная полная мощность |
Sн |
Рn |
ВА |
Sн=3 U1н I1н |
| ||
9. |
Номинальная мощность на валу |
P |
- |
Вт |
|
| ||
10. |
Номинальная частота |
fн |
fn |
Гц |
|
| ||
11. |
Номинальная круговая частота |
- |
рад/с |
| ||||
12. |
Число пар полюсов |
pп |
p |
- |
|
| ||
13. |
Активное сопротивление фазы обмотки статора |
R1 |
Rs |
Ом |
|
| ||
14. |
Активное сопротивление фазы обмотки ротора |
R2 |
Rr |
Ом |
|
| ||
15. |
Индуктивность рассеяния обмотки статора |
Г |
|
| ||||
16. |
Индуктивность рассеяния обмотки ротора |
Г |
|
| ||||
17. |
Индуктивность намагничивающего контура (главная индуктивность) |
Lm |
Lm |
Г |
|
| ||
18. |
Полная индуктивность фазы обмотки статора |
L1 |
- |
Г |
L1=Lm+ L1 |
| ||
19. |
Полная индуктивность фазы обмотки ротора |
L2 |
- |
Г |
L2=Lm+ L2 |
| ||
20. |
Индуктивное сопротивление намагничивающего контура |
- |
Ом |
| ||||
21. |
Полное индуктивное сопротивление фазы статора |
|
Ом |
| ||||
Продолжение табл.1 | ||||||||
22. |
Полное индуктивное сопротивление фазы ротора |
|
Ом |
| ||||
23. |
Постоянная времени статора |
T1 |
|
с |
T1=L1/ R1 |
| ||
24. |
Постоянная времени ротора |
T2 |
|
с |
T2 =L2/ R2 |
| ||
25. |
Расчетные коэффициенты |
k1, |
|
|
k1 = Lm /L1 |
| ||
k2 |
|
|
k2= Lm /L2 |
| ||||
26. |
Коэффициент рассеяния |
|
|
|
=1 k1 k2 |
| ||
27. |
Момент инерции двигателя |
J |
кгм2 |
- |
| |||
28. |
Момент инерции двигателя вместе с исполнительным органом, приведенным к валу двигателя |
J |
- |
кгм2 |
| |||
29. |
Коэффициент вязкого трения двигателя вместе с исполнительным органом, приведенным к валу двигателя |
kтр |
F |
Нмс |
- |
| ||
30. |
Синхронная скорость двигателя при номинальной частоте |
- |
рад/с |
|
|
В числе основных параметров электродвигателя, перечисленных в каталожных данных, может отсутствовать значение номинальной скорости (или номинального скольжения), как это имеет место в табл.1.. Если это так, то эти величины должны быть рассчитаны при известных номинальных значениях напряжения на статорной обмотке и статорного тока. В [Л.1,стр.14] приведена формула статорного тока в комплексной форме. Модуль тока определяется как:
,
где . Здесь введены относительная частота напряжения питанияи относительная частота роторной ЭДС. Поскольку целью является определение номинального скольжения, тои. Задача будет решена, если приU1=U1низначение тока статора, рассчитанного по приведенной формуле, будет равно номинальному значению тока статора, известному из каталожных данных. .
Таблица 2
Параметры асинхронных двигателей
Тип двигателя
КПД, %
Cosн
Pн
, кВт
sн, отн. ед xm,
отн. ед
R1
отн. ед.
x1,
отн. ед
R2 отн. ед
x2,
отн. ед
J
кг*м2.
1
4АА50А4 50 0.6 0.06 0.081 1.21 0.16 0.17 0.22 0.17 0,0007 2
4АА50B4 55 0.6 0.09 0.086 1.2 0.13 0.16 0.21 0.17 0,00079 3
4АА56А4 63 0.66 0.12 0.089 1.2 0.18 0.087 0.15 0.15
4
4АА56B4 64 0.64 0.18 0.089
1.3 0.18 0.08 0.16 0.17
5
4АА63А4 68 0.65 0.25 0.08 1.4 0.15 0.082 0.14 0.17 0,0012 6
4АА63B4 68 0.69 0.37 0.09 1.4 0.17 0.086 0.14 0.18 0,0013 7
4А71А4 70.5 0.7 0.55 0.073 1.6 0.10.0 0.086 0.11 0.20 0,0014 8
4А71B4 72 0.73 0.75 0.075 1.5 0.11 0.084 0.11 0.20 0,0016 9
4А80А4 75 0.81 1.1 0.054 1.7 0.12 0.078 0.068 0.12 0,0033 10
4А80B4 77 0.83 1.5 0.058 1.9 0.12 0.078 0.06 0.12
11
4А90L4 80 0.83 2.2 0.051 2.1 0.098 0.076 0.06 0.13 0,0035 12
4А100S4 82 0.83 3.0 0.044 2.2 0.078 0.079 0.053 0.13 0,0092 13
4А100L4 84 0.84 4.0 0.046 2.4 0.057 0.079 0.053 0.14 0,0120 14
4А112M4
85.5 0.86 5.5 0.036 2.8 0.054 0.078 0.041 0.13 0,0170 15
4А132S4
87.5 0.86 7.5 0.029 3.0 0.048 0.085 0.033 0.13 0,0280 16
4А132M4 88 0.87 11.0 0.028 3.2 0.043 0.085 0.032 0.13 0,0400 17
4А160S4 88.5 0.88 15.0 0.023 4.0 0.047 0.085 0.025 0.13 0,1100 18
4А160M4 89.5 0.88 18.5 0.022 4.3 0.012 0.085 0.024 0.13 0,1400 19
4А180S4 90 0.9 22.0 0.02 4.0 0.041 0.08 0.021 0.12 0.2100 20
4А180M4 91 0.89 30.0 0.019 3.9 0.034 0.068 0.018 0.12 0.2600 21
4А200M4 91 0.9 37.0 0.017 4.4 0.039 0.085 0.018 0.14
22
4А200L4 92 0.9 45.0 0.016 4.6 0.034 0.082 0.017 0.14 0.5900 23
4А225M4 92.5 0.9 55.0 0.014 4.2 0.027 0.086 0.015 0.14 0.8500 24
4А250S4 93 0.9 75.0 0.012 4.4 0.025 0.089 0.014 0.11 1.3000 25
4А250M4 93 0.91 90.0 0.013 5.0 0.024 0.093 0.014 0.12 1.5000 26
4А280S4 92.5 0.9 110.0 0.023 4.9 0.023 0.122 0.019 0.16
27
4А280M4 93 0.9 132.0 0.014 4.5 0.021 0.115 0.018 0.15
28
4А315S4 93.5 0.91 160.0 0.013 4.6 0.018 0.107 0.017 0.15
29
4А315M4 94 0.92 200.0 0.01 4.1 0.014 0.086 0.014 0.12
30
4А355S4 94.5 0.92 250.0 0.01 4.6 0.013 0.090 0.013 0.13
31
4А355M4 94.5 0.92 315.0
4.7 0.012 0.099 0.014 0.14
f = 50 Гц,pп=2,U1= 220В.
Расчет значений потокосцеплений
Потокосцепления в установившемся номинальном режиме рассчитываются по формулам (2.22) в [Л1] при . Для расчета потокосцеплений в номинальном режиме равенства могут быть записаны в матричной форме:
, где
A= B = .
Здесь
Номинальная частота роторной ЭДС: .
A= ;B = .
Из этого расчета получены значения проекций потокосцеплений на оси вращающейся системы координат -β:
Эффективное значение модулей потокосцепления статора и ротора: Соответствующие амплитудные значения: