2.3 Программа работы и порядок её выполнения
Для того, чтобы произвести моделирование асинхронного двигателя в системе MatLab Simulink необходимо действовать согласно перечисленным ниже пунктам:
-
Как и в лабораторной работе №1 запустить программный пакет MatLab и создать новую модель;
-
Открыть библиотеку элементов Library Browser, перейти в группу SimPowerSystems и далее в подгруппу Machines. Там выбрать блок Asynchronous Machine SI Units. Этот блок модели асинхронного двигателя с указанием всех величин в абсолютных единицах;
-
Двойным щелчком левой кнопки мыши открыть данный блок для редактирования. После этого появится окно для редактирования параметров двигателя (оно представлено на рисунке 2.1);
Рисунок 2.1 – Окно для редактирования параметров асинхронного двигателя
В данном окне интересующими нас параметрами будут:
Rotor type – тип ротора двигателя (wound – фазный ротор; Squirrel-cage – короткозамкнутый);
Reference frame – координатная система отсчёта (относительно статора, ротора или вращающаяся с синхронной скоростью);
Nominal power, voltage (line-line), and frequency – номинальная мощность (полная), действующее линейное напряжение питания и частота питающей сети;
Stator resistance and inductance – сопротивление и индуктивность обмотки статора;
Rotor resistance and inductance – сопротивление и индуктивность обмотки ротора;
Mutual inductance – взаимная индуктивность;
Inertia, friction factor and pairs of poles – Момент инерции ротора, коэффициент трения и число пар полюсов;
Initial conditions – начальные условия (1,0 – скольжение и угол поворота; 0,0,0 – токи фаз статора; 0,0,0 – фазы токов статора).
-
После указания всех рассчитанных параметров в окне установок, необходимо полностью задать модель (добавить источники питания и др.). Для этого необходимо выбрать из библиотеки элементов блоки:
а) 3 блока AC Voltage Source из группы
SimPowerSystems→Electrical
sources (источники синусоидального
напряжения). Из этих блоков будет
составлена система трёхфазной питающей
сети. В параметрах этих блоков необходимо
указать амплитудное значение питающего
напряжения (для всех вариантов оно будет
равно
В) и фазу для каждого источника (для
задания прямой последовательности фаз
необходимо задать 0, 120 и 240 градусов);
б) один блок Bus Selector из группу Simulink → Signal Routing. Данный блок выделяет из множества сигналов (смешанных в одном входе) те, которые выбраны в параметрах блока и разделяет их по отдельным выходам. В свойствах этого элемента следует в столбце Signals in the Bus выбрать механическую скорость ротора (Mechanical → Rotor speed) и перенести её в столбец Selected signals путём нажатия кнопки Select. Все остальные сигналы из столбца Selected signals удалить;
в) поместить в схему модели блок Voltage Measurement из набора блоков SimPowerSystems→ Measurement. Данный блок является блоком измерения электрического напряжения и является необходимым для функционирования модели (даже если нет необходимости измерять напряжение) в некоторых версиях MatLab;
г) помесить в схему модели 2 осциллоскопа для измерения скорости и напряжения;
д) переместить в модель блок задания нагрузки Step со значение номинального момента на валу. Данный блок необходим для задания номинальной нагрузки на валу после разгона двигателя. Величина скорости вращения двигателя при номинальном моменте на валу должна совпадать с паспортными данными;
е) установить блок усиления Gain
с коэффициентом усиления
для перевода скорости из рад/с в обороты
в минуту.
-
Все блоки необходимо расставить в модели так, как показано на рисунке 2.2;
Рисунок 2.2 – Принципиальная схема модели асинхронного двигателя
-
Запустить модель на выполнение. После окончания работы модели нужно оценить переходный процесс скорости двигателя, просмотрев содержимое блока Scope. Примерный вид получившегося переходного процесса представлен на рисунке 2.3:
Рисунок 2.3 – Переходный процесс скорости