- •Моделирование систем электропривода в simulink (matlab 7.0.1)
- •Содержание
- •1.1.1.2Моделирование процессов пуска – реверса при заданном начальном значении тока возбуждения
- •1.1.1.3Моделирование процессов пуска – реверса при начальном нулевом значении тока возбуждения
- •1.1.2Модернизированная модель двигателя постоянного тока
- •1.1.2.1Моделирование реактивного момента нагрузки
- •1.1.2.2Виртуальная модель двигателя постоянного тока dpt
- •1.1.2.3Примеры моделирования с использованием модернизированной модели двигателя dpt
- •1.2.1.1.2Преобразование трёхфазной в двухфазную систему
- •1.2.1.1.3Преобразователь двухфазной системы в трёхфазную
- •1.2.1.1.4Вращающаяся система координат
- •1.2.1.1.5Использование пространственного вектора при математическом описании рабочих процессов в машине переменного тока
- •1.2.1.1.6Выводы
- •1.2.1.2Обобщенная асинхронная машина
- •1.2.1.2.1Описание в абсолютных единицах
- •1.2.1.2.2Описание в относительных единицах
- •1.2.1.2.3Выводы
- •1.2.1.3Определение параметров схемы замещения асинхронной машины по данным каталога
- •1.2.2Исследование модели асинхронного двигателя в Simulink
- •1.2.2.1Виртуальная модель асинхронного двигателя в SimPowerSystems
- •1.2.2.2Моделирование пуска – реверса асинхронного короткозамкнутого двигателя при прямом включении в сеть
- •1.2.3Исследование модернизированной модели асинхронного двигателя в Simulink
- •1.2.3.1Модернизация виртуальной модели асинхронного двигателя
- •1.2.3.2Моделирование пуска – реверса с применением модернизированной модели асинхронного двигателя
- •1.2.4Разработка структуры асинхронного двигателя в Simulink
- •1.2.4.1Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором в произвольной системе координат
- •1.2.4.2Структура асинхронного двигателя в относительных единицах
- •1.2.4.3Структура асинхронного двигателя в абсолютных единицах
- •1.2.4.4О преобразователях координат
- •1.3Нереверсивные тиристорные преобразователи
- •1.3.1Двухфазный тиристорный преобразователь
- •1.3.2Нереверсивный мостовой трёхфазный тиристорный преобразователь
- •1.3.3Нереверсивный нулевой трёхфазный тиристорный преобразователь
- •1.4Реверсивные тиристорные преобразователи с совместным управлением
- •1.4.1Реверсивный двухфазный тиристорный преобразователь с совместным управлением
- •1.4.2Реверсивный трёхфазный тиристорный преобразователь с совместным управлением
- •1.4.3Реверсивный трёхфазный тиристорный преобразователь с совместным управлением по нулевой схеме
- •1.5Реверсивные тиристорные преобразователи с раздельным управлением
- •1.5.1Модель логического переключающего устройства
- •1.5.2Модель датчика состояния тиристоров
- •1.5.3Модель переключателя характеристик (полярности сигнала)
- •1.5.4Реверсивный двухфазный тиристорный преобразователь с раздельным управлением
- •1.5.5Реверсивный трёхфазный тиристорный преобразователь с раздельным управлением
- •1.6Транзисторные широтно-импульсные преобразователи для управления двигателями постоянного тока
- •1.6.1Симметричный способ управления
- •1.6.2Несимметричный способ управления
- •1.7Преобразователи частоты (автономные инверторы)
- •1.7.1Разомкнутый способ реализации шим
- •1.7.2Замкнутый способ реализации шим (токовый коридор)
- •2Электроприводы постоянного тока
- •2.1Разомкнутые
- •2.1.1Автоматическое управление в функции времени
- •2.1.2Автоматическое управление в функции скорости
- •2.1.3Автоматическое управление в функции тока
- •2.2Замкнутые нереверсивные
- •2.2.1Тиристорные электроприводы
- •2.2.2Транзисторные электроприводы
- •2.3Замкнутые реверсивные
- •2.3.1Тиристорные электроприводы с совместным управлением по нулевой схеме включения
- •2.3.2Тиристорные электроприводы с раздельным управлением
- •3Разомкнутые электроприводы переменного тока
- •3.1Мягкие частотный пуск и остановка асинхронного двигателя
- •4Частотно-токовый электропривод с векторным управлением
- •4.1Общие положения
- •4.2Математическое описание векторного управления двигателем
- •4.3Оптимизация и имитационное исследование в Simulink контура тока
- •4.3.1Расчёт параметров регулятора тока при идеальном источнике тока
- •4.3.2Исследование влияния насыщения регулятора, квантования сигнала токовой обратной связи по уровню и времени
- •4.3.3Исследование влияния реальных свойств преобразователя частоты на статические и динамические свойства контура тока
- •4.4Оптимизация и имитационное исследование в Simulink контура потока
- •4.4.1Расчёт параметров регулятора потока при идеальном источнике тока
- •4.4.2Исследование влияния насыщения регулятора, квантования и задержки сигнала обратной связи, способа реализации источника тока
- •4.5Оптимизация и имитационное исследование в Simulink контура скорости
- •4.5.1Расчёт параметров регулятора скорости при идеальном источнике тока
- •4.5.2Исследование влияния насыщения регуляторов, квантования и запаздывания сигнала обратной связи
- •4.5.3Исследование влияния способа реализации источника тока (инвертора)
- •4.6Имитационное моделирование структуры электропривода переменного тока с векторным управлением
- •4.6.1Моделирование в Simulink при реализации инвертора с широтно-импульсным управлением
- •4.6.2Моделирование в Simulink при реализации инвертора с релейным управлением
- •4.6.3Моделирование структуры электропривода с векторным управлением с выводом тока статора в неподвижной системе координат
- •5Виртуальный электропривод переменного тока с векторным управлением
- •5.1Разработка на основе инвертора с широтно-импульсной модуляцией
- •5.1.1Реализация источника питания инвертора в виде батареи
- •5.1.2Реализация источника питания инвертора в виде выпрямителя
- •5.2Разработка на основе инвертора с релейным управлением
- •5.2.1Реализация источника питания инвертора в виде батареи
- •5.2.2Реализация источника питания инвертора в виде выпрямителя
- •Моделирование систем электропривода
1.5.5Реверсивный трёхфазный тиристорный преобразователь с раздельным управлением
На рисунке 1.134 представлена схема модели реверсивного тиристорного преобразователя с раздельным управлением.
Рисунок 1.134 - Модель реверсивного тиристорного преобразователя с раздельным управлением, СИФУ с линейным опорным напряжением (Fig1_134)
Основу преобразователя составляют два тиристорных моста (комплекта) Universal Bridge B и H, включенных встречно параллельно. Для исключения аварийных режимов одновременная работа комплектов не допустима. Необходимая последовательность включения комплектов определяется сигналами логического переключающего устройства LPU. В работе находится комплект, на входе Block системы импульсно-фазового управления которого действует единичный логический уровень. В это же время на входе Block системы импульсно-фазового управления другого блока обязательно действует нулевой логический уровень, и этот комплект из работы исключён. Переключение выходов В и Н блока LPU производится с учетом состояния тиристоров по выходному сигналу датчика DST. Управление комплектами осуществляется блоками импульсно-фазового управления 6 SIFU LM1 и 2. Сигналы управления тиристорами вырабатываются блоком при подаче логической единицы на вход Block. Следует напомнить, что блоки LPU, DST и 6 SIFU LM не следует искать в библиотеке Simulink, так как указанные блоки разработаны самостоятельно и их можно найти только в данной работе.
На рисунке 1.135 показаны результаты моделирования работы реверсивного преобразователя на активно-индуктивную нагрузку при пилообразном входном сигнале. Начальный угол управления принят 95 град. Un, In – напряжение и ток в нагрузке; DST – выходной сигнал датчика состояния тиристоров обоих комплектов; Uz – входной задающий сигнал.
Рисунок 1.135 – Результаты моделирования работы реверсивного преобразователя с раздельным управлением (начальный угол управления принят 95 град.)
Сигналы DST единичного уровня соответствуют моментам перехода кривой тока нагрузки In через ноль.
При необходимости на осциллографе можно просмотреть все сигналы, в том числе раскрыв, например, блок импульсно-фазового управления 6 SIFU LM.
В файле Fig1_134_1 приведена разработанная модель реверсивного тиристорного преобразователя с одним блоком 6 SIFU LM.
На рисунке 1.136 представлена модель реверсивного тиристорного преобразователя с раздельным управлением, отличающаяся от выше рассмотренной двумя положениями:
система импульсно-фазового управления SIFU A реализована с косинусоидальным опорным напряжением;
для управления двумя комплектами используется один блок импульсно-фазового управления SIFU A.
Рисунок 1.136 - Модель реверсивного тиристорного преобразователя с раздельным управлением, СИФУ с косинусоидальным опорным напряжением (Fig1_136)
Переключение управления комплектами осуществляется логическим переключающим устройством LPU через логические схемы И (AND). В этом случае напряжение управления формируется в специальном блоке PX. Необходимая полярность напряжения управления определяется выходными сигналами логического устройства LPU.
Нагрузка на преобразователь активно-индуктивная, задающий сигнал Uz выбран синусоидальным.
Моделирование результата отработки задающего гармонического воздействия по входу Uz представлено на рисунке 1.137.
Рисунок 1.137 - Результаты моделирования работы реверсивного преобразователя с раздельным управлением (начальный угол управления принят 90 град.)
Форма тока нагрузки близка к синусоидальной. Выходные логические сигналы единичного уровня датчика состояния тиристоров DST соответствуют моментам перехода тока через нулевое значение.
Начальное значение угла управления принято равным 90 град. Un, In – напряжение и ток в нагрузке; DST – выходной сигнал датчика состояния тиристоров обоих комплектов; Uz – входной задающий сигнал.