Лабораторная работа № 8 Моделирование системы скалярного регулирования асинхронным двигателем

Построить систему скалярного (частотного) регулирования асинхронным двигателем с основными законами управления: Мс = const, P = const и вентилляротная нагрузка. Параметры двигателя известны. Провести численный эксперимент для различных законов регулирования и разных параметрах заданий Мс, Рн и скорости ω. Как ведет себя система при пуске, в установившемся состочнии.

f = 50 Гц; р = 2

№	марка	P, Вт	Uф, В	Iф, А	R1, Ом	R’2, Ом	Lm, Гн	L1, Гн	L’2, Гн	J, кгм2	cosφ
1	4А56А4	120	220	0.43	97.72	72.48	1.91	2.046	2.155	2.75.10-4	0.693
2	4А71А4	550	220	1.58	16.39	15.08	0.624	0.663	0.7015	0.0011	0.737
3	4А80А4	1100	220	2.66	9.53	5.619	0.447	0.484	0.476	0.0026	0.822
4	4А112М4	5500	220	11.1	1.32	0.922	0.164	0.169	0.1715	0.0206	0.822
5	4А132М4	11000	220	24.53	0.462	0.312	0.0876	0.0903	0.0916	0.0463	0.876
6	4А180М4	30000	220	54.97	0.16	0.078	0.0489	0.05	0.051	0.2245	0.91
7	4А250М4	90000	220	158.5	0.032	0.019	0.0215	0.022	0.022	1.142	0.921

Дополнение

Скалярное регулирование предполагает, фактически, работу системы в установившемся состоянии – в статике. Если обычно при моделировании входное воздействие задавалось скачком, то теперь потребуется устройство плавного пуска – его называют задатчиком интенсивности. В этом случае динамический момент Jdω/dt почти не ощущается при пуске – он много меньше момента нагрузки Мс. Нужно отметить, что линейно нарастающий сигнал по частоте не является наилучшим, т.к. при переходе к установившемуся состоянию происходит скачок скорости, поэтому идеальным сигналом является экспонента плавно переходящая в установившееся состояние. В модели можно использовать функцию пользователя или математические функции, последние работают быстрее.

Трем классическим видам нагрузок на валу машины соответствуют следующие законы регулирования, да и то с некоторыми допущениями:

Таким образом, для первого случая – постоянство момента нагрузки – требуется задание напряжения питания инвертора зависящее от частоты . Константу просто получить из наминальных значений . Аналогично определяются постоянные для других режимов.

На рисунке одна из возможных моделей скалярного регулирования АД при постоянстве момента нагрузки: блок Pusk – экспоненцтальная кривая плавного изменения угла u(1); m - коэффициент заполнения ШИМ, не должен превышать 1. В данном случае максимальная скорость двигателя 3000 об/мин, поэтому при F = 50 Гц коэффициент заполнения m = 1. Можно сделать регулируемым напряжение питания транзисторного моста Е, но это значительно усложнит схему и теряется преимущество ШИМ. Для упрощения модели величину F вводим в выражения в буквенной форме, а само значение в командном окне Matlab.

В двух других законах управления момент нагрузки должен зависеть от скорости вала двигателя, поэтому вводится обратная связь по скорости для момента нагрузки.