diplom[ishodniki] / dsadas / All in

65

АД – асинхронный двигатель типа 5АМ250М2;

ДТ – датчик тока;

ФП – функциональный преобразователь;

UЗС – напряжение задания скорости;

UЗЧ – напряжение задания частоты; f – заданная частота;

U – заданное напряжение.

Согласно подпункту 5.2, в электроприводе турбомеханизма будем использовать ПИ-регулятор давления, имеющий следующую передаточную функцию:

где

Постоянная интегрирования регулятора давления:

где

67

6 РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ И СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

6.1 Разработка компьютерной (имитационной) модели автоматизированного электропривода

На основании выбранной математической модели выполним построение имитационной модели автоматизированного электропривода в среде MATLAB 7.8 c использованием идеализированной модели формирования напряжения на входе блока «Asynchronous Machine SI Units».

На основании структурной схемы электропривода при стабилизации напора составим имитационную модель автоматизированного электропривода,

представленную на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 - Имитационная модель автоматизированного электропривода при частотном управлении по закону ψ1 = const с IR-

коспенсацией, при стабилизации напора в рабочем диапазоне частот

Так как, все необходимые расчеты были выполнены в предыдущем разделе, выполним настройку всех блоков имитационной модели. Некоторые элементы реализованы в виде подсистем при помощи блока "Subsystem". Все

68

подсистемы подсвечены графически и имеют каждая своё название.

Целесобразно привести структурные схемы данных блоков.

Так подсистема “frequency converter” представляет собой преобразователь частоты, на вход которой подаётся заданное значение частоты f

и амплитуда питающего напряжения Um. Структурная схема представлена на рисунке 6.2:

Рисунок 6.2 - Структурная схема модели подсистемы "frequency converter " – Преобразователь частоты

Определение статического момента представлено выражением,

определяющим статический момент электропривода, выражение заключено в подсистему с названием “Moment st”.

На вход подсистемы подаётся отношение текущей скорости к номинальной. Структурная схема приведена на рисунке 6,3:

69

Рисунок 6.3 - Структурная схема модели подсистемы “Moment st” –

Определение статического момента

Действующее значение тока двигателя определяется на основании фазных и координатных преобразований в подсистемах "phase converter" -

Преобразователь фаз и "coordinate converter" - Преобразователь координат.

Преобразования выполняются в соответствии со следующими выражениями:

- преобразование из трехфазной системы координат в двухфазную

("phase converter" - Преобразователь фаз):

где

i1α, i1β - проекции токов статора в системе координат α-β;

i1a, i1b, i1c - мгновенные значения фазных токов обмотки статора;

- преобразование из неподвижной системы координат во вращающуюся систему координат ("coordinate converter" - Преобразователь координат):

70

где

i1x, i1y - проекции токов статора во вращающейся системе координат х-у;

φ - угол поворота системы координат.

Действующее значение тока определяется из выражения

Структурные схемы моделей подсистем "phase converter" -

Преобразователь фаз и "coordinate converter" - Преобразователь координат представлены на рисунках 6.4 и 6.5 соответственно.

Рисунок 6.4 - Структурная схема модели подсистемы "phase converter" -

Преобразователь фаз

72

6.2 Расчет переходных процессов и определение показателей качества

Для отображения переходных процессов на диаграммах, произведём моделирование пуска двигателя насосной установки и разгона его до номинальной скорости (ωном = 309,4рад/с; H зд = H ном = 62м) без обратного значения давления. При достижении номинальной скорости и требуемой высоты напора, в момент времени 15с изменим значение расхода питьевой воды до Q изм

= 300м3/ч и подадим сигал ступенчатым образом блоком “step”. Такое изменение значения расхода жидкости позволит проанализировать полученные данные и сделать необходимые выводы. Графики переходных процессов представлены на рисунках 6.7 – 6.14:

Рисунок 6.7 - График зависимости напора от времени при пуске электродвигателя типа 5АМ250М2 с помощью преобразователя частоты

73

Рисунок 6.8 - График зависимости угловой скорости от времени при пуске электродвигателя типа 5АМ250М2 с помощью преобразователя частоты

Рисунок 6.9 - График зависимости расхода от времени при пуске электродвигателя типа 5АМ250М2 с помощью преобразователя частоты

74

Рисунок 6.10 - График зависимости статического момента от времени при пуске электродвигателя типа 5АМ250М2 с помощью преобразователя частоты

Рисунок 6.11 - График зависимости электромагнитного момента от времени при пуске электродвигателя типа 5АМ250М2 с помощью преобразователя частоты