Разработка системы управления электроприводом листоправильной машины
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
чения в диапазоне от до .
Входные координаты приведенной структурной схемы при переходе от системы (? - ?) до (d - q) преобразуются координатным преобразователем следующим образом
(2.63)
где - угловое передвижение движущей системы координат (d - q).
Рисунок 2.16 - Структурная схема асинхронного двигателя в системе координат (d - q), ориентированной по вектору потокоiепления ротора
Построение переходных функций асинхронного двигателя на базе модели в системе координат (d - q)
Используя структурную схему асинхронного двигателя в системе координат (d - q) из предыдущего раздела (рисунок 2.16), построим его модель в программной среде MATLAB Simulink. Ротор считаем короткозамкнутым, поэтому во время моделирования, .
Дополнительные расчетные параметры для построения модели:
,
,
,
.
Для представления трёхфазного напряжения питания электрической машины к двухфазной в системе координат (? - ?) используем координатный преобразователь 3-2 (рисунок 2.8), а для перехода от (? - ?) до (d - q) - координатный преобразователь 2-2 (рисунок 2.17), который работает по закону (2.63). В дальнейшем преобразователь представляется в виде скрытой подсистемы.
Рисунок 2.17 - Модель координатного преобразователя 2-2 в MATLAB Simulink
Модель асинхронного двигателя как скрытой подсистемы вMATLAB Simulink приведена на рисунке 2.19. Она построена в соответствии со структурной схемой, приведенной на рисунке 2.16. Значения и получают от координатного преобразователя 2-2, который получает на вход значения и от преобразователя 3-2, а также значения угла, которое вычисляется в модели асинхронного двигателя по следующей формуле:
,(2.64)
где - скорость вращения системы координат, которая вычисляется по последней формуле из системы уравнений (2.61).
В качестве выходов модели используют следующие параметры: скорость вращения вала двигателя, необходима скорость вращения системы координат, проекции токов на оси (d - q) и момент двигателя.
На рисунке 2.19 представлена модель асинхронного двигателя с двумя координатными преобразователями, источниками питания и блоками Scope для отображения графической информации. Ток статора в этой модели рассчитывается как корень квадратный из суммы квадратов проекций на оси (d - q).Модель на рисунке 2.18 позволит определить переходные процессы от основных координат двигателя.
Рисунок 2.18 - Модель асинхронного двигателя в двухфазной системе координат (d - q) в MATLAB Simulink
Рисунок 2.19 - Модель асинхронного двигателя с координатными преобразователями, источниками питания и блоками для отображения графической информации
На рисунках 2.20 - 2.23 приведены результаты моделирования в программной cреде MATLABSimulink.
Рисунок 2.20 - Напряжения на выходе координатного преобразователя 2-2
Рисунок 2.21 - Зависимость действующего значения тока статора от времени при пуске в холостом режиме, полученная на модели асинхронного двигателя в системе координат (d - q)
Рисунок 2.22 - Зависимость момента двигателя от времени пуска в холостом режиме, получена на модели асинхронного двигателя в системе координат (d - q)
Рисунок 2.23 - Переходная функция по скорости во время пуска в холостом режиме, полученная на модели асинхронного двигателя в системе координат (d - q)
На рисунке2.21 показано каким образом изменяется напряжение на выходе другого координатного преобразователя, то есть какое задание и подается на вход модели двигателя. Напряжение на выходе преобразователя 3-2 и трехфазное напряжение питания остаются такими же, как и при построении модели в системе координат (? - ?) - приведены на рисунках 2.10 и 2.11.
Сравнивая графики переходных функции по току, моментом и скоростью, полученные при моделировании в системе координат (? - ?) и в системе координат (d - q) можно заключить, что они почти совпадают. Незначительные погрешности связаны с особенностями математического моделирования в MATLAB Simulink. Поэтому построенные математические модели асинхронного двигателя являются адекватными.
2.7 Математическая модель асинхронного двигателя в системе координат (d - q) с учетом жесткости экiентрического вала
Упругие механические звенья привода машин, как накопители энергии, вызывают колебания его координат с отклонением процессов от заданных по технологии и ростом нагрузок на передачу и двигатель. Динамические нагрузки колебательного характера не позволяют использовать электрическое оборудование по перегрузочной способностью, значительно сокращают срок работы узлов и деталей механических передач, негативно влияющих на качество продукции [6, 7].
Однако учет упругих связей целесообразно лишь в том случае, когда частота упругих колебаний по величине может быть сопоставлена с рабочими частотами электропривода.
Выполним анализ целесообразности исследований на базе двохмасовой модели механической подсистемы. В таких системах необходимо значение выходной скорости снимать непосредственно с объекта управления. Снятие показателей с вала двигателя не обеспечит нужного управления скоростью.
Рассчитаем жесткость экiентрикового вала, который приводит в движение ножи. Жесткость вала рассчитывается по следующей формуле
,(2.65)
где Па - модуль упругости сдвига углеродистой стали;
- полярный момент инерции для круглого вала;
м - длина экiентрич