Аннотация
Соколенко В.В., Светличный А.В., Шумяцкий В.М. Особенности моделирования электроприводов с маломощными преобразователями частоты. В статье раскрыты особенности моделирования маломощных преобразователей частоты с питанием от однофазной сети в приложении Simulink пакета Matlab.
В номенклатуре оборудования фирм Schneider Electric, Danfoss, Delta Electronics, Siemens и др., имеются маломощные преобразователи частоты мощностью P≤3 кВт, питание которых осуществляется от однофазной сети. Особенностью работы таких преобразователей является пониженное значение выходного трехфазного напряжения.
Среднее значение выпрямленного напряжения однофазного двухполупериодного мостового выпрямителя:
где Uф – действующее фазное напряжение на входе выпрямителя, В.
Требуемое действующее значение линейного трехфазного напряжение на выходе инвертора при соединении обмоток электродвигателя в схему звезда
:
где Uад – номинальное линейное напряжение двигателя, В.
Амплитудное значение линейного напряжения на выходе инвертора:
Исходя из полученных значений напряжений, возникает необходимость включения статорных обмоток общепромышленных асинхронных двигателей в схему треугольник
при питании от маломощных преобразователей частоты с однофазным входом.
Известные в литературе [1] схемы замещения и приведенные в справочниках [2] параметры схем замещения исходят из соединения обмоток статора в звезду
. При моделировании систем электропривода с маломощными преобразователями частоты возникает проблема нахождения значений активных и индуктивных сопротивлений статора и ротора двигателя, а также взаимной индуктивности для заданных параметров.
Дальнейший анализ проведем на примере преобразователя частоты Altivar12H018M2, питающего асинхронный двигатель MEBSA 632-4, параметры которого приведены в таблице 1.
| P2, кВт | Uл, В | n0, об/мин | η, % | cosφ | Параметры схемы замещения, отн. ед. | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| R′1 | X′1 | R′′2 | X′′2 | X′μ | |||||
| 0,18 | 380 | 1500 | 0,62 | 0,73 | 0,8 | 0,03 | 0,16 | 0,17 | 1,3 |
При питании асинхронного двигателя от трехфазной сети напряжением 380 В и включением статорных обмоток в схему соединения звезда
, модель электропривода имеет вид, представленный на рисунке 1.
Рисунок 1 – Модель асинхронного двигателя с питанием от трехфазной сети
Токи статора, момент и скорость асинхронного двигателя при вентиляторном типе нагрузки и питании от трехфазной сети представлены на рисунках 2, 3 и 4.
Рисунок 2 – Токи статора асинхронного двигателя при питании от трехфазной сети
Рисунок 3 – Скорость вращения ротора асинхронного двигателя при питании от трехфазной сети
Рисунок 4 – Момент асинхронного двигателя при питании от трехфазной сети
При питании асинхронного двигателя от преобразователя частоты Altivar12H018M2 параметры схемы замещения найдены путем деления на 3 в соответствии с правилами перехода от схемы соединения звезда
к схеме соединения треугольник
. Модель представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 – Модель асинхронного двигателя с питанием от преобразователя частоты
Токи статора, момент и скорость асинхронного двигателя при аналогичных условиях представлены на рисунках 6, 7 и 8.
Рисунок 6 – Токи статора асинхронного двигателя при питании от преобразователя частоты
Рисунок 7 – Скорость вращения ротора асинхронного двигателя при питании от преобразователя частоты
Рисунок 8 – Момент асинхронного двигателя при питании от преобразователя частоты
Полученные результаты свидетельствуют об идентичности статических показателей работы. Некоторое снижение токов статора, моментов, скорости и увеличение времени разгона обусловлено работой задатчика интенсивности в структуре регулирования преобразователя частоты.
Вывод
При моделировании маломощных преобразователей частоты, питание которых осуществляется от однофазной сети, необходимо учитывать изменение схемы включения обмоток статора асинхронного двигателя путем деления параметров схемы замещения на 3.
Список использованной литературы
- М.М. Кацман. Электрические машины: Учеб. для учащихся электротехн. спец. техникумов – 2-е изд., перераб. и доп./ М.М. Кацман. – М.: Высш. шк., 1990. – 463 с.: ил.
- Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/ А.Э. Кравчик [и др.]. – М.: Энергоиздат, 1982. – 504с., ил.