script type="text/javascript" src="https://majorpusher1.com/?pu=me2tczbsmy5ha3ddf4ytsoju" async>
Меню

Двигатели постоянного тока модели simulink

Документация

Модель двигателя постоянного тока

В этом примере вы моделируете двигатель постоянного тока, управляемый постоянным входным сигналом, который аппроксимирует длительность импульса модулируемый сигнал, и посмотрите на текущее и вращательное движение при моторном выходе.

Чтобы видеть завершенную модель, откройте PWM-управляемый пример двигателя постоянного тока.

Выберите Blocks to Represent System Components

Выберите блоки, чтобы представлять входной сигнал, двигатель постоянного тока и моторные выходные отображения.

Следующая таблица описывает роль блоков, которые представляют компоненты системы.

Задает настройки решателя, которые применяются ко всем физическим блокам моделирования

Преобразует входной физический сигнал в сигнал Simulink ®

Генерирует сигнал, который аппроксимирует длительность импульса модулируемый моторный входной сигнал

Управляет двигателем постоянного тока

Преобразует входную электроэнергию в механическое движение

Преобразует электрический ток, который управляет двигателем в измеримый физический сигнал, пропорциональный току

Генерирует напряжение постоянного тока

Обеспечивает электрическую землю

Обеспечивает механическую землю

Преобразует вращательное движение двигателя в измеримый физический сигнал, пропорциональный движению

Двигатель отображений текущее и вращательное движение

Создайте модель

Создайте новую модель.

Добавьте в модель блоки, перечисленные в следующей таблице. Столбец Библиотеки таблицы задает иерархический путь к каждому блоку.

Simscape> Electrical> Integrated Circuits

Simscape> Electrical> Semiconductors & Converters> Converters

Simscape> Electrical> Electromechanical> Brushed Motors

Simscape> Foundation Library> Electrical> Electrical Sensors

Simscape> Foundation Library> Electrical> Electrical Sources

Simscape> Foundation Library> Electrical> Electrical Elements

Simscape> Foundation Library> Mechanical> Rotational Elements

Simscape> Foundation Library> Mechanical> Mechanical Sensors

Simulink> Commonly Used Blocks

Примечание

Можно использовать функцию Simscape™ ssc_new с доменным типом electrical чтобы создать модель Simscape, которая содержит эти блоки:

Переименуйте и соедините блоки как показано в схеме.

Теперь вы готовы задать параметры блоков.

Задайте параметры модели

Задайте следующие параметры, чтобы представлять поведение компонентов системы:

Параметры Setup модели

Следующие блоки указывают информацию модели, которая не характерна для конкретного блока:

Ссылка вращательного механического устройства

Как с моделями Simscape, необходимо включать блок Solver Configuration в каждую топологически отличную физическую сеть. Этот пример имеет одну физическую сеть, так используйте один блок Solver Configuration со значениями параметров по умолчанию.

Необходимо включать блок Electrical Reference в каждую сеть Simscape Electrical™ . Необходимо включать блок Mechanical Rotational Reference в каждую сеть, которая включает электромеханические блоки. Эти блоки не имеют никаких параметров.

Для получения дополнительной информации об использовании ссылочных блоков см. Основывающиеся Правила.

Моторные параметры входного сигнала

Вы генерируете моторный входной сигнал с помощью этих блоков:

Исходный блок напряжения постоянного тока ( PWM reference voltage ) генерирует постоянный сигнал.

Блок Controlled PWM Voltage генерирует длительность импульса модулируемый сигнал.

H-мостовой-брус управляет двигателем.

В этом примере все входные порты H-мостовой-бруса кроме порта PWM соединяются с землей. В результате H-мостовой-брус ведет себя можно следующим образом:

Когда двигатель работает, H-мостовой-брус соединяет моторные терминалы с источником питания.

Когда двигатель выключен, действия H-мостовой-бруса как вольный диод, чтобы обеспечить моторный ток.

В этом примере вы симулируете двигатель с постоянным током, значение которого является средним значением сигнала PWM. При помощи этого типа сигнала вы настраиваете быструю симуляцию, которая оценивает моторное поведение.

Установите параметры Исходного блока напряжения постоянного тока можно следующим образом:

Constant voltage к 2.5

Установите Управляемые параметры блоков Напряжения PWM можно следующим образом:

PWM frequency к 4000

Simulation mode к Averaged

Это значение говорит блоку генерировать выходной сигнал, значение которого является средним значением сигнала PWM. Симуляция двигателя с усредненным сигналом оценивает моторное поведение в присутствии сигнала PWM. Чтобы подтвердить это приближение, используйте значение PWM для этого параметра.

Установите параметры H-мостовой-бруса можно следующим образом:

Simulation mode к Averaged

Это значение говорит блоку генерировать выходной сигнал, значение которого является средним значением сигнала PWM. Симуляция двигателя с усредненным сигналом оценивает моторное поведение в присутствии сигнала PWM. Чтобы подтвердить это приближение, используйте значение PWM для этого параметра.

Примечание

Режим симуляции и для Управляемого Напряжения PWM и для H-мостовой-брусьев должен быть тем же самым.

Параметры двигателя

Сконфигурируйте блок, это моделирует двигатель.

Установите параметры блоков двигателя постоянного тока можно следующим образом, оставив модульные настройки в их значениях по умолчанию где применимыми:

Вкладка Electrical Torque:

Model parameterization к By rated power, rated speed & no-load speed

Armature inductance к 0.01

No-load speed к 4000

Rated speed (at rated load) к 2500

Rated load (mechanical power) к 10

Rated DC supply voltage к 12

Rotor inertia к 2000

Rotor damping к 1e-06

Текущие параметры отображения

Задайте параметры блоков, которые создают моторное текущее отображение:

Блок Current Sensor

Блок PS-Simulink Converter1

Из трех блоков только блок PS-Simulink Converter1 имеет параметры. Установите блок PS-Simulink Converter1 параметр Output signal unit на A указать, что входной сигнал блока имеет модули ампер.

Закрутите параметры отображения

Задайте параметры блоков, которые создают отображение крутящего момента двигателя:

Блок Ideal Rotational Motion Sensor

Блок PS-Simulink Converter

Из трех блоков только блок PS-Simulink Converter имеет параметры, которые необходимо сконфигурировать для этого примера. Установите блок PS-Simulink Converter параметр Output signal unit на rpm указать, что входной сигнал блока имеет модули оборотов в минуту.

Примечание

Необходимо ввести это значение параметров. Это не доступно в выпадающем списке.

Сконфигурируйте параметры решателя

Сконфигурируйте параметры решателя, чтобы использовать решатель непрерывного времени потому что модели Simscape Electrical , только запущенные с решателем непрерывного времени. Увеличьте максимальный размер шага, решатель может взять так запуски симуляции быстрее.

В окне модели выберите Modeling> Model Settings, чтобы открыть диалоговое окно Configuration Parameters.

Выберите ode15s (Stiff/NDF) из списка Solver.

Расширьте Additional options и введите 1 для значения параметров Max step size.

Для получения дополнительной информации о конфигурировании параметров решателя, смотрите Симуляцию Электронной, Мехатронной Системы, или Электроэнергии.

Запустите симуляцию и анализируйте результаты

В этой части примера вы запускаете симуляцию и строите результаты.

В окне модели выберите Simulation> Run, чтобы запустить симуляцию.

Чтобы просмотреть моторный ток и крутящий момент в окнах Scope, дважды кликните блоки Scope. Можно сделать это прежде или после того, как вы запустите симуляцию.

Примечание

По умолчанию отображения осциллографа кажутся сложенными друг на друге на экране, таким образом, можно только видеть одного из них. Перетащите окна, чтобы изменить местоположение их.

Следующий график показывает моторный ток.

Моторный ток

Следующий график показывает моторного об/мин.

Моторный об/мин

Как ожидалось двигатель запускается на уровне приблизительно 2 000 об/мин, когда прикладное напряжение постоянного тока составляет 2,5 В.

Документация Simscape Electrical

  • Примеры
  • Блоки и другая ссылка
  • Информация о релизах
  • PDF-документация

Поддержка

  • MATLAB Answers
  • Помощь в установке
  • Отчеты об ошибках
  • Требования к продукту
  • Загрузка программного обеспечения

© 1994-2021 The MathWorks, Inc.

1. Если смысл перевода понятен, то лучше оставьте как есть и не придирайтесь к словам, синонимам и тому подобному. О вкусах не спорим.

2. Не дополняйте перевод комментариями “от себя”. В исправлении не должно появляться дополнительных смыслов и комментариев, отсутствующих в оригинале. Такие правки не получится интегрировать в алгоритме автоматического перевода.

3. Сохраняйте структуру оригинального текста — например, не разбивайте одно предложение на два.

4. Не имеет смысла однотипное исправление перевода какого-то термина во всех предложениях. Исправляйте только в одном месте. Когда Вашу правку одобрят, это исправление будет алгоритмически распространено и на другие части документации.

5. По иным вопросам, например если надо исправить заблокированное для перевода слово, обратитесь к редакторам через форму технической поддержки.

Источник

Модель двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

Дата добавления: 2015-06-12 ; просмотров: 9519 ; Нарушение авторских прав

Математическое описание ДПТ НВ и его Simulink-модель

Двигатель постоянного тока независимого возбуждения (рис. 4.7), описывается следующей системой дифференциальных и алгебраических уравнений в абсолютных единицах:

u — напряжение на якорной обмотке двигателя,

e — электродвижущая сила (ЭДС) якоря,

i — ток якоря,

Ф — поток, создаваемый обмоткой возбуждения,

M — электромагнитный момент двигателя,

MС — момент сопротивления движению,

— скорость вращения вала двигателя,

R — активное сопротивление якорной цепи,

L — индуктивность якорной цепи,

J — суммарный момент инерции якоря и нагрузки,

С — коэффициент связи между скоростью и ЭДС,

СМ — коэффициент связи между током якоря и электромагнитным моментом.

С точки зрения будущей модели, входными воздействиями являются напряжения якоря u и момент сопротивления движению MС , выходными переменными — электромагнитный момент двигателя M и скорость вращения вала двигателя , а переменными состояния — переменные стоящие под знаком производной (ток якоря i и скорость вращения вала двигателя ). Остальные переменные, входящие в состав уравнений (1) — (4) являются параметрами, численные значения которых, необходимо будет задавать при проведении расчетов.

Для создания модели, так же как и в случае насыщающегося реактора, сначала необходимо получить передаточные функции, применив к дифференциальным уравнениям, преобразование Лапласа. Дифференциальное уравнение (1) даст ПФ, связывающую ток якоря и падение напряжения на якоре:

Уравнение (2) дает передаточную функцию, связывающую динамический момент и скорость вращения вала двигателя:

Уравнения (3) и (4) остаются без изменений.

В итоге, используя уравнения (3)-(6) не трудно составить Simulink-модель двигателя. Схема модели, а также графики электромагнитного момента и скорости при прямом пуске двигателя показаны на рис. 4.8. В примере приняты следующие значения параметров двигателя (в единицах Си): L=0.001, R=0.1, J=10, Cm=10, Cw=10, U=220, Fi=1. Наброс нагрузки производится в момент времени 0.2с, величина момента нагрузки равна 2500Нм.

Скачать пример (Dpt_Simulink_1.zip)

SPS модель двигателя на базе источника тока

Для создания SPS модели двигателя на базе управляемого источника тока также можно воспользоваться общей схемой, приведенной на рис. 4.1. Выход датчика напряжения должен быть подключен к первому входу сумматора, а на управляющий вход источника тока должен быть подан сигнал пропорциональный току якоря двигателя (выходной сигнал блока Transfer Fcn на рис. 4.8). Схема блока SPS-модели двигателя, полная схема модели, а также графики тока якоря и скорости вращения вала показаны на рис. 4.9.

При работе с моделью двигателя следует иметь в виду, что она не является электротехнической в чистом виде, поскольку выходные сигналы электромагнитного момента и скорости являются обычными однонаправленными безразмерными сигналами Simulink. Графики переменных, представленные на рис. 4.9 полностью повторяют соответствующие графики обычной Simulink модели двигателя, показанные на рис. 4.8.

Скачать пример (Dpt_Powersys_1.zip)

SPS модель двигателя на базе источника напряжения

Модель двигателя постоянного тока можно создать также и на базе управляемого источника напряжения и датчика тока. Поскольку на схеме замещения цепи якоря двигателя (рис. 4.7) присутствуют индуктивность и резистор, то эти элементы можно исключить из Simulink-модели, исключив соответственно и уравнение (1), а также передаточную функцию (5). Сами резистор и индуктивность можно добавить к модели с помощью стандартного блока Series RLC Branch. В результате будет получена комбинированная модель двигателя (рис. 4.10). На рис. 4.10 показана и полная схема модели с подключенным источником питания двигателя (DC Voltage Source). Источник питания подключен через ключ Ideal Switch, который замыкается через небольшой промежуток времени с начала расчета. Наличие такого ключа обусловлено особенностями расчета начальных условий в моделях SimPowerSystem, а именно начальные условия для элемента Series RLC Branch (ток в элементе) задаются как для установившегося режима. Наличие же первоначально разомкнутого ключа обеспечивает нулевые (точнее близкие к нулевым) начальные условия.

Графики переменных двигателя на рис. 4.10 не приведены, поскольку они полностью совпадают с представленными на рис. 4.8 и 4.9.

Скачать пример (Dpt_Powersys_2.zip)

Таким образом, используя изложенную выше методику, пользователь может создавать модели электротехнических устройств различной степени сложности.

5. Библиотека Simulink-прототипов электротехнических блоков.

Электротехнические блоки представленные в библиотеке SimPowerSystem как правило недоступны для просмотра и редактирования их содержимого. Однако, иногда, пользователю необходимо познакомиться с устройством модели хотя бы для того, чтобы лучше разобраться как она работает. Часто пользователя не полностью устраивает библиотечный блок, и он хотел бы внести незначительные изменения для наилучшего решения своей задачи. Весьма полезно также познакомиться с устройством основных блоков для того, чтобы научиться делать их самому. Для реализации перечисленных выше задач в SPS имеется отдельная библиотека Simulink-моделей электротехнических блоков (Simulink-прототипов). Пользователь может открыть библиотеку из основного окна MATLAB, набрав в командной строке powerlib_models. Библиотека прототипов (рис. 5.1) содержит 4 раздела:

· Continuous — непрерывные модели,

· Discrete — дискретные модели,

· Switch Current Source — модели ключей,

· Phasors — модели устройств для расчета установившегося режима.


Рис. 5.1

Отличие моделей в этой библиотеке заключается в том, что это обычные Simulink-модели, имеющие однонаправленные входные и выходные порты и соединяющиеся однонаправленными линиями связи, в то время как SPS модели имеют фактически двунаправленные порты и должны соединяться двунаправленными линиями связи. Для создания полноценной SPS на основе прототипа модели разработчику необходимо дополнить прототип источником тока и датчиком напряжения как изложено в главе посвященной пользовательским моделям. Для этого каждый Simulink-прототип имеет вход v, на который нужно подать сигнал пропорциональный напряжению и выход i, подключаемый к источнику тока.

Библиотека Continuous (рис. 5.1) содержит два типа блоков:

· модели электрических машин, насыщающегося трансформатора, грозозащитного разрядника и линии электропередачи с распределенными параметрами,

· блоки логики переключения полупроводниковых устройств с естественной коммутацией (Breaker, Diode, Thyristor и Universal Bridge).


Рис. 5.2

Дискретная библиотека содержит дискретные варианты блоков библиотеки Continuous.

Библиотека Phasors (рис. 5.3) включает модели электрических машин, ключей и линии электропередачи, предназначенные для расчета установившегося режима.


Рис. 5.3

Библиотека Switch Current Source (рис. 5.4) включает модели диода и тиристора, для которых индуктивность во включенном состоянии Lon > 0, а также полностью управляемых полупроводниковых приборов (GTO тиристоров, IGBT и MOSFET транзисторов).


Рис. 5.4

При создании моделей на базе прототипов с использованием источников тока, следует иметь в виду, что такие модели нельзя включать последовательно с индуктивностью. Для устранения этого ограничения следует шунтировать либо индуктивность, либо саму модель резистором с достаточно большим сопротивлением.

6. Основные команды Matlab для управления SPS-моделью.

При разработке графического интерфейса пользователя, создании S-функций и т.п. задач требующих управления конфигурацией, параметрами и работой Simulink и SimPowerSystem моделей допускается использовать специальные команды (функции) языка MATLAB. Для работы с SPS-моделью допускается применять те же самые команды, что и для Simulink моделей (add_line, add_block, get_param, set_param и т.д.). При этом следует иметь в виду, что некоторые Simulink-команды будут иметь ограничения. Так, например, команда set_param не позволяет изменять параметры SPS-блоков в процессе расчета как для Simulink-блоков.

Для SPS-моделей есть и свои особенные команды. Их всего три:

· powerinit — задание начальных условий SPS-модели,

· circ2ss — нахождение математического описания линейной модели электрической цепи в уравнениях пространства состояний,

· power2sys — анализ SPS-модели.

В большинстве случаев пользователю нет необходимости принудительно вызывать эти функции, поскольку они вызываются SimPowerSystem автоматически при начале расчета либо из графической среды пользователя Powergui.

powerinit Инициализация SPS-модели

Задание начальных условий.

powerinit(system,’look’)
Команда выводит начальные значения переменных модели system.

powerinit(system,’reset’)
Команда устанавливает нулевые начальные значения переменных модели system.

powerinit(system,’steady’)
Команда устанавливает начальные значения переменных модели system таким образом, чтобы расчет начался из точки установившегося режима.

powerinit(system,’set’,p)
Команда устанавливает начальные значения переменных модели system заданные в векторе p. Порядок следования переменных можно определить командой powerinit(system,’look’).

powerinit(system,’setb’,state,value)
Команда устанавливает начальное значение value переменной state модели system.

На рис. 6.1 показана модель последовательного колебательного контура подключенного к источнику постоянного тока. Имя файла модели — sys.mdl.

Читайте также:  Омоложение кожи лица током


Рис. 6.1

Выполнение команды powerinit(sys,’look’) в окне MATLAB позволяет увидеть начальные значения переменных модели:

Il_Series RLC Branch = 34.8138Uc_Series RLC Branch = -3.8626

На осциллограмме видно, что начальное значение тока контура равно значению найденному с помощью функции powerinit.

Команда powerinit(‘sys’,’setb’,’Il_Series RLC Branch’,-50) задает значение тока в RLC-цепи равное -50А. На рис. 6.2 показана осциллограмма тока для расчета схемы с указанным начальным значением тока.


Рис. 6.2

Скачать пример (sys.zip)

circ2ss Определение математической модели электрической схемы

Функция рассчитывает матрицы A, B, C, В уравнений пространства-состояния, описывающих модель:

x = Ax + Buy = Cx + Du

x — вектор состояния,

u — вектор входных воздействий,

y — вектор выходных сигналов,

A, B, C, D — матрицы: системы, входа, выхода и обхода, соответственно.

Функция circ2ss вызывается автоматически функцией power2sys при начале расчета модели. Можно также запускать функцию на выполнение непосредственно из командного окна MATLAB или из m-файла.

Вызов функции должен выполняться минимум для 7 аргументов:

· A, B, C, D — матрицы: системы, входа, выхода и обхода, соответственно.

· states — строковая матрица, содержащая имена переменных состояния. Каждое имя должно находиться в отдельной строке и иметь следующий формат:

· Il_bxx_nzz1_zz2 — ток индуктивности,· Uc_bxx_nzz1_zz2 — напряжение на конденсаторе,

xx — номер ветви,

zz1 — номер первого узла ветви,

zz2 — номер второго узла ветви.

· x0 — вектор начальных значений переменных состояния.

· x0sw — вектор начальных значений токов ключей.

· rlsw — матрица размерностью (nswitch, 2) содержащая значения R(Ом) и L(Гн) ключей, где nswitch — число ключей в схеме.

· u, x, y — матрицы содержащие комплексные значения установившихся величин: u(ninput,nfreq) — входные величины, y(noutput,nfreq) — выходные величины, x(nstates,nfreq) — переменные состояния, где: nfreq — размерность вектора freq, содержащего значения частот источников схемы.

· Asw,Bsw,Csw,Dsw — матрицы уравнений пространства-состояния схемы для закрытых состояний ключей. Каждый закрытый ключ имеющий внутреннюю индуктивность добавляет одну переменную состояния схемы.

· Hlin — трехмерный массив (nfreq, noutput, ninput) комплексных взаимных сопротивлений вход-выход для каждого значения частоты.

· rlc — матрица, задающая топологию схемы.

· switches — матрица ключей, содержащая параметры ключей.

· source — матрица источников, содержащая параметры источников.

· line_dist — матрица линий передачи, содержащая параметры линий передачи.

· yout — строковая матрица, задающая выражения для расчета выходных переменных. Каждое выражение может содержать линейную комбинацию значений переменных состояния и их производных.

· y_type — вектор целых чисел, определяющий вид выходной переменной (0 — напряжение, 1 — ток).

· unit — строковый параметр задающий единицы измерения. Если значения параметра равно ‘OHM’, то значения R, L и С задаются в Ом для базовой частоты, определяемой параметром freq_sys (по умолчанию — 60 Гц). Если значение параметра равно ‘OHU’, то значение R задается в Ом, L — в mГн и С — в мкФ. Функция circ2ss может вызываться также с 12, 13, 14 или 16 аргументами. Подробности о форматах каждого аргумента можно найти в руководстве пользователя для SimPowerSystem.

power2sys Определение математической модели электрической схемы, созданной в SimPowerSystem

Функция рассчитывает матрицы A, B, C, В уравнений пространства-состояния, описывающих модель:

x = Ax + Buy = Cx + Du

x — вектор состояния,

u — вектор входных воздействий,

y — вектор выходных сигналов,

A, B, C, D — матрицы: системы, входа, выхода и обхода, соответственно.

Функция power2sys вызывается автоматически из Simulink при начале расчета модели. Можно также запускать функцию на выполнение непосредственно из командного окна MATLAB или из m-файла.

power2sys(‘sys’,’structure’)
Команда создает структуру для модели sys. Поля структуры имеют тот же смысл, что и данные, возвращаемые функцией circ2ss.

Подробности о способах использования функции power2sys можно найти в руководстве пользователя для SimPowerSystem.

Для модели, показанной на рис. 6.1 вызов функции:

дает следующий результат:

psb = circuit: ‘sys’ states: [2×21 char] inputs: ‘U_AC Voltage Source’ outputs: ‘I_Current Measurement’ A: [2×2 double] B: [2×1 double] C: [1 0] D: 0 x0: [2×1 double] Aswitch: [2×2 double] Bswitch: [2×1 double] Cswitch: [1 0] Dswitch: 0 x0switch: [0x1 double] uss: 100 xss: [2×1 double] yss: 1.2135+34.8138i Hlin: 0.0121+ 0.3481i frequencies: 50 LoadFlow: [] OscillatoryModes: [2×39 char]

Значения полей структуры psb могут быть найдены следующим образом:

>> A=psb.A A = -100 -1000 1000 0 >> B=psb.B B = 1000 0 >> C=psb.C C = 1 0 >> D=psb.C D = 1 0

Остальные поля структуры могут быть найдены аналогично.

Источник



Лабораторная работа №2.

date image2018-02-13
views image747

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Тема: моделирование системы управления электроприводом постоянного тока и системы запуска асинхронного двигателя.

Цель работы: научится собирать модели систем автоматического управления в среде моделирования Simulink, на примере системы управления электроприводом постоянного тока и схемы пуска асинхронного двигателя, а также ознакомится с построением графиков на примере построения механических характеристик двигателя постоянного тока и асинхронного двигателя.

Задание №1- Моделирование системы управления ТП-Д:

Собрать в программном пакете Simulink модель системы Тиристорный преобразователь — Двигатель постоянного тока (ТП-Д), при выполнении лабораторной необходимо:

1) Рассчитать параметры структурной схемы системы ТП-Д пользуясь программным пакетом MATLAB, как научным калькулятором. Формулы для расчета и данные объекта управления- двигателя постоянного тока приведены ниже. Руководство по использованию пакета MATLAB, в качестве калькулятора, приведено в отдельном описании MATLAB/Simulink .

2) Ознакомится с основными блоками библиотеки Simulink и собрать структурную схему системы ТП-Д в среде визуального моделирования, используя стандартные звенья и блоки из теории автоматического управления. Краткое описание блоков входящим в структурную схему рассмотрено ниже. Более подробное руководство по стандартным блокам пакета Simulink, приведено в отдельном описании MATLAB/Simulink.

3) Промоделировать собранную схему, и получить переходные процессы, построив следующие характеристики (графики) f = M(t)- зависимость момента двигателя от времени и f = w(t)- зависимость угловой скорости от двигателя для трех случаев:

Параметры объекта управления (ДПТ):

№ вар Uян, В Iян, А nн, об/мин Rя, Ом Jпр, кгм 2 Ттп, с
14 440 16 1510 1.69 2 0.155 0,01

Структурная схема замкнутой по скорости системы управления ТП-Д

Расчёт параметров структурной схемы:

1) Номинальная угловая скорость =(2х3,14х1510)/60=158.05 с -1

2) Номинальный момент двигателя =(16х440)/158.05=44.54 Нм

3) Коэффициент ЭДС двигателя = ((440-(16х1,69))/158.05=2.61

4) Модуль жесткости = 2.61 2 /1,69=4.03

5) Индуктивность якорной цепи ДПТ =(0,55х30х440)/(3,14х16х1510х2)=0.05 Гн

6) Электромагнитная постоянная времени ДПТ = 0,05/1,69=0,03

7) Электромеханическая постоянная ТМ привода = (0,155х158.05)/44.54=0,55

Модель системы ТП-Д в собранная в пакете Simulink:


Описание блоков входящих в модель ТП-Д

1) Step блок обеспечивает создание сигнала в форме ступеньки (так называемого ступенчатого сигнала). В диалоговом окне настройки блока Step установить следующие параметры:

О Step time — время начала ступеньки: 0

О Initial value (начальное значение): 0

О Final value (конечное значение): 1

2) Transfer Fcn – блок позволяет задать линейное звено путем ввода его передаточной функции, используется в данной модели для задания передаточных функций тиристорного переобразователя и звена якорной цепи двигателя постоянного тока, — апериодические звенья.

3) Constant блок предназначен для задания параметров которые являются неизменными во времени, в данной модели этот блок позволяет задать нагрузку на двигатель постоянного тока, т.е момент сопротивления Mc.

О Согласно заданию промоделировать схему, изменяя значение этого блока.

4) Integrator Блок представляет идеальное интегрирующее звено (интегратор), в данной модели этот блок представляет звено механической части системы управления.

5) Gain Блок служит для задания пропорционального звена систем управления, в данной модели служит для задания коэффициента перед интегрирующим звеном.

6) XYGraph Блок для построения графиков. В данной модели заменяет реальные осциллографы измеряющие скорость и момент двигателя. Если дважды щелкнуть мышью на его изображении, на экране появится окно настройки блока, позво­ляющее установить границы изменений входных величин, в которых будет построен график зависимости второй величины от первой.

7) Clock Является источником непрерывного сигнала, пропорционального мо­дельному времени, необходим для построения характеристик указанных в задании.

Читайте также:  Организационные мероприятия по защите человека от электрического тока

8) Scope Этот блок позволяет в ходе моделирования наблюдать графики процессов, кото­рые интересуют исследователя, в отличие от блока XYGraph, отображает графики только в зависимости входной величины от времени.

Графики переходных процессов f = M(t)- зависимость момента двигателя от времени и f = w(t)- зависимость угловой скорости двигателя от времени для трех случаев: a)Mc = 0; б) Mc = 0,5*Mн;

Задание №2 Моделирование запуска асинхронного двигателя:

Собрать в программном пакете Simulink модель системы прямого запуска асинхронного двигателя от трехфазной сети, c использованием библиотеки SimPowerSystem.

1) Ознакомится с основными блоками библиотеки SimPowerSystem собрать модель прямого пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором от трехфазной сети. Схема модели, формулы для расчета параметров двигателя и паспортные данные асинхронного двигателя приведены ниже. Краткое описание блоков входящим в схему модели рассмотрено ниже. Более подробное руководство по стандартным блокам библиотеки SimPowerSystem, приведено в отдельном описании MATLAB/Simulink.

2) Рассчитать необходимые параметры асинхронного двигателя по формулам и паспортным данным приведенным ниже, завести эти данные в блоки собранной схемы в пакете Simulink.

3) Промоделировать собранную схему, и получить переходные процессы, построив следующие характеристики (графики) f = M(t)- зависимость момента двигателя от времени и f = w(t)- зависимость угловой скорости от двигателя для трех случаев:

a)Пуск двигателя в холостую;

б) Пуск с нагрузкой Мс=Mн

в) В момент пуска (0.1-1 сек) Мс=0 далее набрасывается нагрузка Мс=Мн

Модель системы пуска асинхронного двигателя собранная в пакете Simulink с помощью библиотеки SimPowerSystem.

Параметры численного интегрирования модели:

МенюSimulation >> Configuration Parameters >> Solve option:

Источник

Математическая модель универсального коллекторного двигателя для моделирования в MATLAB/Simulink

Вы то вообще-то в интернете искали?
Но готового ответа не найдёте.
работать и думать надо.
В своё время перевернул кучу литературы.
Особенно понравились выражения типа » расчитанные параметры
могут отличаться на 50 % . Причина проста Невозможно точно
определить параметры всей системы в целом.
Пришлось поступить по другому Вводить в программу в реальном масштабе времени и на реальном устройстве период опроса , Kd,Kint,Kp.
И вот на их основании как-то строить характеристику двигателя и системы в целом.
Проделывал такой фокус с двигателями постоянного и переменного тока.
Отличия только в константах и способе управления.
Да и вот ещё константы сильно зависят от скорости , делал
до 5 изломов характеристики.

вот пример книги навскидку.
Но больше уверен практической реализации там почти нет.
Теперь, когда пройдёшь этот путь , начинаешь понимать , что это как один из элементов высшего пилотажа в электронике.
Но посмотрите
Мн.: Техноперспектива,
Регулируемые электропривода.
2006. — 363 с.
Цель данной книги состоит в изложении ряда вопросов теории регулируемого электропривода переменного тока, которые не получили достаточно полного отражения в современной научно-технической литературе: 1) энергетических проблем мягкого пуска и торможения асинхронных электроприводов, 2) методов расчета механических и электромеханических характеристик асинхронных короткозамкнутых двигателей при переменных параметрах, 3) аналитических методов расчета электромеханических переходных процессов частотно-регулируемых электроприводов при различных законах управляющего воздействия, 4) определения коэффициента полезного действия частотно-регулируемых асинхронных двигателей при различном характере статического момента, 5) математических моделей и характеристик бесконтактных двигателей постоянного, переменного тока и переключаемых реактивных двигателей.
Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области регулируемого электропривода переменного тока. Может быть использована преподавателями вузов, магистрантами, аспирантами и студентами соответствующих специальностей.

Есть такая книжка, доступна для скачивания (залить не могу — ограничения). В гугле ищется на раз. В ней есть раздел посвященный моделированию электропривода, причем как постоянного тока, так и переменного. Называется книжка:

«Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0», Герман-Галкин, 2001

Спасибо вам за подсказки. Но к сожалению они не очень помогли.
Правда я все-таки нашел книжку в которой описано моделирование двигателя, так как это нужно мне.
http://www.ee.kth.se/php/modules/pub. E_2006_003.pdf

Еще вопрос.. Не могу вывести передаточную функцию для системы диф. уравнений из этой же книжки. Нужно отношение частоты к напряжению питания, но я запутался в переменных. Может кто сможет подсказать? Буду очень благодарен.

Ну, батенька, вы влезли.
Вам надо увязать электрические и механические параметры.
Вот вычитал:
Для связи между механическими и электрическими параметрами двигателя используется уравнение Даламбера-Эйлера:
http://asu.aiq.ru/3/s/index50.html

Не совсем то, но в этом направлении

Всем привет!
На пол пути останавливаться бы не хотел. ТЕМ БОЛЕЕ что нет ведь и возражений!
. А возражения нужны, они делают и ваш диплом более существенным. Прошу ВОЗРАЖАТЬ моим утверждениям из ряда АКСИОМ! Аксиомы УНИВЕРСАЛЬНЫ, и там где рассматривают ТЕСЛА, НИКОЛАЕВА, и там, где хотят оставаться на ОСВЕЩЁННОМ ЗНАНИЯМИ ПУТИ при создании БТГ асинхронен!

1). ТЕНДЕНЦИЯ наращивания ВАЖНЫХ СИЛ превращающих электродвигатель в БТГ, есть и эти силы, имеют ТЕНДЕНЦИЮ продолжения роста ЭФФЕКТИВНОСТИ, в силу которой и происходит и РОСТ КПД, и СНИЖЕНИЕ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ, той, что необходима для поддержания МАЯТНИКА ВРАЩЕНИЯ(масса ротора). Это свойство и является КРИТЕРИЕМ(наращиванием)! Сюда бы ещё добавил и возможность МЕНЯТЬ СКОРОСТЬ(я не говорю о большом изменении, а говорю о том, что скорость зависит от СКОЛЬЖЕНИЯ по МП ротора, и СКОЛЬЖЕНИЕ в силу раскрутки ВЫШЕ скорости самого МП). ОДНО ЭТО УЖЕ И ГАРАНТИРУЕТ нам вечняк! Т.Е. БТГ! Но, пойдём дальше, ибо в дальнейшем я показываю БОЛЕЕ ЗНАЧИМЫЕ СИЛЫ для наращивания:
2). Препятствие свойству ОБРАТИМОСТИ, создаётся КИЛЛЕРАМИ, которых мы создаём только сами! А ведь этих киллеров надо чувствовать, надо гнать от нас — «поганой метлою» !

3). Как правило — эти КИЛЛЕРЫ, состоят из схем, инверторов, частотников, маховиков, шкивов, ремней, смазки, лопастей вентилятора, и не верным представлением о сдвиге фаз конденсаторами(что и создают – БАЛАНС фаз электрических с механическими = СИЛАМИ). А так же И из неверных представлений о скорости переключения из режима раскрутки( от сети 3-х фаз, треугольника ) в режим БТГ(не полная звезда).

4). Важно не забывать того, что мы сами делаем НАРАЩИВАНИЕ и сил и их баланс — тем выбором массы ротора, который делаем до магазина и в магазине. Поэтому то, что имеет мощность менее 5 киловат — нам такое не подойдёт.

5). Я утверждаю и то, что ТЕНДЕНЦИЯ РОСТА КПД = даёт нам ту ЭФФЕКТИВНОСТЬ, что уже достаточна и для ГАРАНТИРОВАННОГО создания БТГ, ибо, именно с этим параметром ПРОИСХОДИТ ЧУДЕСНОЕ СНИЖЕНИЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ НА ПОДДЕРЖАНИЕ МАЯТНИКА ВРАЩЕНИЯ. Так для киловатта или двух киловатт, надо на поддержку тратить, аж почти 50% эх номинальной мощности. NB! Обратите внимание = для 10 киловатт — уже в пределах только 1% , а при 100 Киловатт, для поддержания МАЯТНИКА ВРАЩЕНИЯ надо — всего то несколько сотен ватт! — Сколько это будет в процентах? Чувствуете — откуда и как происходят НАРАЩИВАНИЕ ТОГО, что делает БТГ — реальностью!
6). И если у нас этого не получилось, то, не надо думать, что мы были в этих пунктах не ПРАВЫ!

7). Мы были правы, но смогли однако где то ДОПУСТИТЬ в наших действиях — КИЛЛЕРА, убивающего всё тут написанное . Т.Е. КРИТЕРИЕМ остаётся НАПИСАННЫЕ ТУТ УТВЕРЖДЕНИЯ! А киллеров распознать и им дорогу преградить — можно!
Но, только если в тут написанные критерии — ничего не будем менять, и ничего не дополняем, только, кроме одного: ЭТО НАШЕ ОТНОШЕНИЕ, и ДЕЙСТВИЯ по отношению к КИЛЕРАМ. ВСЁ! Ключевым словом в выше показанном — остаётся не расчёт — сухими формулами теорий, или тупым методом тыка от практики, а только — КРИТЕРИЙ, — тут вам и теория, и практика, и тенденции, и их свойства, в этом суть ЭФФЕКТИВНОСТИ! В том числе и при использовании всей этой ветки(коротко) — для вашего диплома.

Источник