Контрольная работа / SUEP_KR

%Исходные данные
P_nom = 7500; %Номинальная мощность, кВт
n_nom = 960; %Номинальная скорость вращения, об/мин
n_0 = 1000; %Синхронная скорость вращения, об/мин
eta_nom = 0.86; %Номинальный КПД
cos_phi_nom = 0.77; %Номинальный коэффициент мощности
I_nom = 17.2; %Номинальный ток, А
k_p = 6.5; %Кратность пускового тока
lambda_max = 2.1; %Кратность критического момента
lambda_p = 2; %Кратность пускового момента
J_dv = 0.0597; %Момент инерции двигателя, кг*м^2
z_p = 3; %Число пар полюсов
%Расчет параметров для построения механической характеристики
omega_nom = n_nom * 2 * pi / 60; %Номинальная частота вращения, рад/с
omega_0 = n_0 * 2 * pi / 60; %Синхронная частота вращения, рад/с
M_nom = P_nom / omega_nom; %Номинальный момент
M_kr = lambda_max * M_nom; %Критический момент
M_p = lambda_p * M_nom; %Пусковой момент
s_nom = (n_0 - n_nom) / n_0; %Номинальное скольжение
%Расчет критического скольжения
syms s_kr;
Kloss = s_kr^2 - (2 * M_kr *s_nom / M_nom) * s_kr + s_nom^2 == 0; %Упрощенная формула Клосса, переписанная относительно критического скольжения
s_kr = solve(Kloss); %Решаем уравнение
%Отбор корней, критическое скольжение должно быть больше номинального
if s_kr (1,1) > s_nom
s_kr = double(s_kr(1,1));
else
s_kr = double(s_kr(2,1));
end;
%Cтроим механическую характеристику
for i = 1 : 1000
n_meh(i) = i; %Задаем значение частоты вращения в об/мин
end
omega_meh = n_meh * 2 * pi / 60; %Переводим частоту вращения в рад/с
s_meh = (omega_0 - omega_meh) / omega_0; %Считаем скольжение
for i = 1: 1000
M_meh(i) = (2 * M_kr) / ((s_meh(i) / s_kr) + (s_kr / s_meh(i))); %Рассчитываем момент по упрощенной формуле Клосса
end
%Строим график электромеханической характеристики АД
I_hh = 0.3 * I_nom; %Ток холостого хода
I_kr = sqrt((I_hh^2) + (I_nom * lambda_max)^2); %Ток при критическом моменте
%Заполняем массив моментов для электромеханической характеристики
M_emeh(1) = 0;
M_emeh(2) = M_nom;
M_emeh(3) = M_kr;
%Заполняем массив токов для электромеханической характеристики
I_emeh(1) = I_hh;
I_emeh(2) = I_nom;
I_emeh(3) = I_kr;
figure;
plot(M_emeh, I_emeh);
grid on;
title ('');
xlabel('Момент, Н*м','FontSize', 12);
ylabel('Ток, А','FontSize', 12);
legend({'Электромеханическая характеристика двигателя (рассчитанная)'},'FontSize',12);
%Дополнительные параметры для моделирования
h_u = (2 * M_kr)/(omega_0 * s_kr); %Коэффициент жесткости механической характеристики двигателя
T_e = 1 / (omega_0 * s_kr); %Электрическая постоянная времени
k_mi = I_nom/M_nom; %Коэффициент передачи тока двигателя от нагрузки
J = 10*J_dv; %Механическая постоянная времени (момент инерции всей системы)
%1. Проверяем модель двигателя на адекватность
open('SUEP_KR_model.slx');
sim('SUEP_KR_model');
figure;
subplot(2,1,1);
plot(Ir_1);
title ('');
grid on;
xlabel('Время, с');
ylabel('Ток ротора, А','FontSize', 12);
subplot(2,1,2);
plot(omega_1);
title ('');
xlabel('Время, с');
ylabel('Частота вращения, об/мин','FontSize', 12);
grid on;
%2. Строим механическую характеристику модели и сравниваем с рассчитанной
open('SUEP_KR_model_2.slx');
sim('SUEP_KR_model_2');
%Строим график механической характеристики АД
figure;
plot(M_meh(850:end), omega_meh(850:end));
hold on;
plot(M_2(53:end), omega_2(53:end), '--');
grid on;
title ('');
xlabel('Момент, Н*м','FontSize', 12);
ylabel('Частота вращения, рад/с','FontSize', 12);
legend({'Механическая характеристика двигателя (рассчитанная)', 'Механическая характеристика двигателя (промоделированная)'},'FontSize',12);
ylim([0 120]);
%3. Расчет параметров для построения регуляторов
k_pr = 50 / 100; %Коэффициент преобразователя частоты
T_pr = 0.004; %Постоянная времени преобразователя частоты
k_os_i = 100 / I_nom; %Коэффициент обратной связи по току
k_rt = (z_p * T_e) / (2 * T_pr * k_pr * 2 * pi * h_u * k_mi * k_os_i); %Коэффициент регулятора тока
T_rt = T_e; %Постоянная времени регулятора тока
k_os_omega = 100 / omega_nom; %Коэффициент обратной связи по скорости
k_rs = J / (4 * T_pr * k_os_omega); %Коэффициент регулятора скорости