Назад в библиотеку

---

Моделирование и симуляция трехфазного асинхронного двигателя с применением Simulink

Автор: Shi K. L ., Chan T. F., Wong Y. K., Ho S. L.

Автор перевода: Бондаренко П. В.
Источник: Int. J. Elect. Enging. Educ., Vol. 36, pp. 163–172. Manchester U.P., 1999.

---

Введение

Моделирование трехфазных асинхронных машин хорошо описано в литературе и компьютерные решения могут быть выполнены с использованием различных методов, таких как цифровое программирование, символическое программирование и программ, выполняющих расчет электромагнитных переходных процессов. В условиях бурноого развития компьютерного оборудования и программного обеспечения, новые пакеты моделирования, которые работают быстрее становятся доступными. В данной статье обсуждается использование одного таких продуктов, программное обеспечение MATLAB SIMULINK из, в динамическое моделирование из асинхронного двигателя.Основным преимуществом SIMULINK по сравнению с другими программирования программного обеспечения является то, что, вместо того, компиляция программного кода, имитационная модель строится систематически с помощью основных функциональных блоков. Через удобный графический интерфейс пользователя (GUI), функциональные блоки могут быть создан, связаны между собой и редактировать легко с помощью команд меню, клавиатуры и соответствующее указательное устройство (например, мышь).Набор дифференциальных машины уравнений Таким образом, можно моделировать взаимосвязь соответствующую функцию блоков, каждый из которых выполняет конкретные математические операции. Программирование усилия значительно снижаются и отладка ошибок легко. С SIMULINK является программатор операции, моделирование Модель может быть легко разработаны путем добавления новых суб-модели для удовлетворения различные функции управления. Как суб-модель асинхронного двигателя можно было бы включить в полной электрической системой привода

Моделирование асинхронного двигателя с помощью simulink

Обобщенная динамическая модель асинхронного двигателя состоит из электрических суб-модели для реализации трехфазного двум осям (3/2) преобразование Напряжение и ток статора расчета, крутящий момент суб-модель для расчета разработан электромагнитный момент и механические суб-модели для получения скорости вращения ротора. Кроме того, ток статора выход суб–модель необходима для расчета падения напряжения на питающих кабелях. Преобразованияе от трехфазной модели к двум осям напряжения достигается с помощью следующих выражений:

где Vas, VBS, и Vcs из трехфазных напряжений статора, в то время Vds и Vqs являются двумя осями координат вектора Vs напряжения статора. В две оси системы координат статора, ток уравнения индукции двигателя можно записать в виде:

Моделирование системы асинхронных двигателей

Напряжение блока питания состоит из трехфазного синусоидального напряжения генератора и терминал напряжения блока расчета на долю которого приходится падение напряжения в кабеле питания. Трехфазное синусоидальное напряжение генератора основано на уравнении:

где |V| – амплитуда напряжения на клеммах, V – частота сети, h – начальный угол фазы.

Из-за падения напряжения в кабеле питания, напряжения на клеммах задается уравнением:

где Е – напряжение питания и Rc – сопротивление кабеля.

Результаты моделирования

Для иллюстрации переходных работы асинхронного двигателя, моделирования исследования в реальном времени, приведем пример. При Т=0, двигатель, который ранее был обесточен и находился в состоянии покоя, имеющий напряжение 220 В, 60 Гц трехфазное питание через кабель. Момент нагрузки, TL, является постоянной на уровне 20 N.m. Результаты аналогичны тем, которые получены с помощью традиционных моделирования Метод связанных дифференциальных уравнений. Замечено, что когда кабель имеет большое сопротивление, скорость снижается быстрее, но время выбега двигателя больше.

Заключение

SIMULINK представляет собой мощный программный комплекс для исследования динамических и нелинейных систем. Использование SIMULINK, имитационная модель может быть построена систематически, начиная от простых суб-моделей асинхронного двигателя, и заканчивая сложными системами. Авторы считают, что SIMULINK в скором времени станет незаменимым инструментом для исследования электрических двигателей.

Литература

1. Krause, P. C., 'Simulation of symmetrical induction machinery', IEEE T rans. Power Apparatus Systems, Vol. PAS-84, No. 11, pp. 1038–1053 (1965)
2. Ghani, S. N., 'Digital computer simulation of three-phase induction machine dynamics – a generalized approach', IEEE T rans Industry Appl., Vol. 24, No. 1, pp. 106–114 (1988)
3. Wade, S., Dunnigan, M. W. and Williams, B. W., 'Modeling and simulation of induction machine vector control and rotor resistance identification', IEEE T rans. Power Electronics, Vol. 12, No. 3, pp. 495–505 (1997)