Бакалаврская работа носит научно-исследовательский характер и посвящена построению и исследованию структурных схем моделей асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором различного уровня точности. Необходимость в таких моделях возникает в частности при проектировании частотно-управляемых асинхронных электроприводов. При выполнении работы получены следующие результаты:
1. В качестве базовой взята математическая модель асинхронного двигателя в виде уравнений Парка-Горьева, полученных на основании понятия обобщённой машины, выраженных в переменных is, фг и представленных в виде системы координат ориентированной по вектору питающего двигатель напряжения. Для этой модели разработана структура реализации её для двигателей 4А160М4У3 и 4A250S4Y3 с номинальной мощностью 18,5 и 74 кВт в пакете прикладных математических программ MatLab. Полученные при моделировании прямого пуска асинхронного двигателя временные и фазовые характеристики, а также график статической механической характеристики двигателя легли в основу оценки работоспособности последующих вариантов моделей асинхронного двигателя и сравнительной оценки влияния тех или иных параметров двигателя.
2. В литературе отмечается, что наряду с декартовой системой координат при описании процессов, протекающих в асинхронных частотно¬управляемых электроприводах, могут использоваться полярные координаты (в случае линейно-независимой системы трёхфазных величин - цилиндрические координаты, о применении которых в литературе упоминания отсутствуют). Следует заметить, что цилиндрические (полярные) координаты по сути характеризуют геометрию машины. В то же время математические модели асинхронной машины в полярных координатах в полном объёме в литературе не отображены, а тем более не исследованы свойства таких моделей в частности возможность реализации их цифровых моделей. В дипломной работе разработана и реализована в пакете MatLab математическая модель асинхронного двигателя в полярных координатах для векторных переменных is, ifjr. В качестве переменных состояния асинхронного двигателя приняты модули и фазовые углы между соответствующими векторами и полярной осью, вращающейся с произвольной скоростью системы координат. Оказалось, что реализация моделей в цифровой форме при нулевых начальных условиях переменных невозможна в связи с наличием в моделях операции деления. При задании произвольных, приближенных к нулю, начальных условий работоспособность цифровых моделей восстанавливается, причём результаты моделирования практически совпадают с результатами, полученными в базовом варианте, правда машинное время счёта при этом возрастает. При проведении исследования на моделях в полярных координатах обращено внимание, что фазовые сдвиги некоторых векторных переменных состояния асинхронного двигателя превышают угол 2 л , в ряде режимов существенно, что позволяет сделать вывод о том, что векторные и круговые диаграммы, широко используемые в теории электрических машин, характеризуют процессы с точностью по фазовому сдвигу кратному 2 л .
3. В бакалаврской работе построены математические модели учитывающие насыщение главной магнитной цепи для полных уравнений, в переменных ips, iprи в переменных is, трг в полярной системе координат. Полученные результаты позволяют судить о том, что в процессе моделирования заметно вырос пусковой момент, что согласуется с теоретическими выкладками. В связи с увеличением пускового момента, значительно уменьшается время первого согласования, и время переходного процесса (время пуска) АМ. В математической модели в координатах ips, трг наблюдается незначительное увеличение потокосцепления статора, в тоже время существенно увеличивается потокосцепление ротора. В моделях в переменных is, фг возрос ток статора , вследствие увеличения сопротивления ротора, а также полных индуктивностей ротора и статора, потокосцепление ротора, аналогично модели в переменных ф5, фг так же существенно возросло.


Купить