МОДЕЛИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С РЕГУЛИРУЕМЫМ ТРАНЗИСТОРНЫМ РЕДУКТОРОМ Титова А. А., Королёв Д. А. – студенты группы 8Э-63, Еремочкин С. Ю. – к.т.н., доцент РФ, Алтайский край, г. Барнаул, ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова» Исследование работы электропривода представляет сложную задачу. Расширить возможности исследования условий пуска, режимов работы, механических и прочих характеристик помогают существующие компьютерные технологии, с помощью которых можно производить вычислительные эксперименты, используя виртуальные модели электрических машин. Для моделирования характеристик электропривода с преобразователем векторно-алгоритмического типа можно использовать ЭВМ. Существует большое количество алгоритмических языков, на которых может быть выполнено решение задачи. Выбор того или иного языка программирования зависит от многих условий. Часто решающую роль оказывает удобство программирования, наличие проверенных математических методов, легкость представления результатов моделирования. Такими особенностями обладает пакет MATLAB, содержащий в своем составе инструмент визуального моделирования Simulink, который сочетает в себе наглядность аналоговых машин и точность цифровых вычислительных машин [1]. Работа асинхронных двигателей от сети постоянного тока возможна только при использовании специальных преобразующих устройств, в качестве которого в данной работе используется регулируемый транзисторный редуктор широкого диапазона для трехфазного асинхронного электродвигателя, питающегося от сети постоянного тока, показанный на рисунке 1 [2]. Данное устройство является однофазно-трехфазным преобразователем частоты, ведомым сетью, которое может использоваться в электроприводе для пуска и работы трехфазных асинхронных электродвигателей от сети постоянного тока с возможностью осуществления регулирования угловой скорости как выше, так и ниже номинальной [2]. 1 – Принципиальная схема регулируемого транзисторного редуктора Вследствие того, что при векторно-алгоритмической коммутации статорных обмоток питание статора является несимметричным, была использована универсальная математическая модель асинхронного двигателя, позволяющая рассчитывать статические и динамические режимы при несимметричном питающем напряжении [3, 4]. Для того чтобы можно было оценить результаты моделирования асинхронного двигателя при работе от трехфазной сети и с помощью преобразователя частоты векторно-алгоритмического типа, полученные при моделировании графики были совмещены. При этом графики, полученные при работе от трехфазной сети представлены под цифрой 1, а графики, полученные при работе с помощью преобразователя частоты – под цифрой 2. На рисунке 2 представлены совмещенные механические характеристики электродвигателя. Рисунок 2 - Совмещенные механические характеристики электродвигателя Из графика, представленного на рисунке 2, видно, что пусковой момент электродвигателя при работе с помощью преобразователя векторно-алгоритмического типа (искусственная характеристика 2) равен Мп2≈ 0.8 Нм, что составляет 73% от пускового момента Мп1≈ 1.1 Нм электродвигателя при работе от трехфазной сети переменного тока (естественная характеристика 1). Критический момент равен Мкр2≈ 1.0 Нм, что составляет ≈ 78% от критического момента (Мкр1 = 1.4 Нм) развиваемого двигателем при работе трехфазной сети. На рисунке 3 представлены совмещенные характеристики зависимости КПД от мощности на валу электродвигателя. Рисунок 3 - Совмещенные характеристики зависимости КПД от мощности на валу электродвигателя КПД электродвигателя с преобразователем векторно-алгоритмического типа (искусственная характеристика 2) при номинальной мощности равный примерно η=0.43 составляет 78% от номинального КПД ηном=0.55 электродвигателя (естественная характеристика 1). На рисунке 4 представлены совмещенные характеристики зависимости коэффициента мощности от мощности на валу электродвигателя. Из графика, представленного на рисунке 4, видно, что коэффициент мощности электродвигателя (естественная характеристика 1) меньше, чем коэффициент мощности электродвигателя с преобразователем векторно-алгоритмического типа (искусственная характеристика 2) на всем рабочем участке. Это объясняется тем, что в течение работы в разные промежутки времени в двигателе не всегда одновременно работают все три обмотки статора электродвигателя. После проведения моделирования можно сказать, что построенные характеристики совпадают с теоретическими расчетами. Рисунок 4 - Совмещенные характеристики зависимости коэффициента мощности от мощности на валу электродвигателя Рассматриваемый в данной работе транзисторный редуктор показывает хорошие энергетические показатели, надежность, экономичность, а также небольшие габариты устройства. Список использованных источников: 1. Виртуальная лаборатория математического моделирования [Электронный ресурс] / В. Г. Рубан, И. В. Волков, 2000. – Режим доступа: http://mathmod.narod.ru/ 2. Пат. № 138415 Российская Федерация, МПК H02P25/02(2006.01), H02P27/04 (2006.01), H02M7/53(2006.01), H02M7/53862(2007.01). Регулируемый транзисторный редуктор широкого диапазона для трехфазного асинхронного электродвигателя, питающегося от сети постоянного тока [Текст] / Стальная М. И., Еремочкин С. Ю., Ерёменко А. А., Жигулин А. С.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО АлтГТУ. – 2013144756/07; заявл. 04.10.2013; опубл. 10.03.2014 3. Баранов, П. Р. Математическая модель асинхронного двигателя со встроенным электромагнитным приводом тормозного устройства [Текст] / П. Р. Баранов, И. Г. Дементьев, И. Г. Однокопылов // Известия Томского политехнического университета. – 2006. – №1. – С. 159-163. 4. Стальная, М. И. Создание универсальной модели трехфазного электродвигателя с преобразователем векторно-алгоритмического типа в среде MATLAB SIMULINK [Текст] / М. И. Стальная, С. Ю. Еремочкин // ЭППТ 2015: сб. науч. тр. – Екатеринбург, 2015. |