Материал: Моделирование электроприводов. лабораторный практикум. Фурсов В.Б

Generator type (тип генератора)

Определяется число импульсов на выходе. Число импульсов, создаваемых блоком, пропорционально числу плеч мостовой схемы.

Выберите Single-phase half-bridge (2 pulses) (однофазный полумост (2 импульса), чтобы запустить однофазный полумостовой преобразователь.

Выберите Single-phase full-bridge (4 pulses) (однофазный полный мост (4 импульса), чтобы запустить однофазный полный мостовой преобразователя. Импульсы 1 и 3 запускает верхние ключи первого и второго плеча. Импульсы 2 и 4 запускают нижние ключи.

Выберите Three-phase bridge (6 pulses) (трехфазный мост с 6 импульсами), чтобы управлять трехфазным шестиплечевым мостом. Импульсы 1, 3, 5 запускают верхние ключи первого, второго и третьего плеча. Импульсы 2, 4, 6 запускают нижние ключи.

Mode of operation (режим работы)

Когда установлено Unsynchronized (несинхронизированный), несущая частота несинхронизирована и определена параметром Carrier frequency (несущая частота).

Когда установлено Synchronized (синхронизированный), несущий сигнал синхронизирован с внешним заданным сигналом (вход wt) и несущая частота определена параметром Switching ratio (коммутация).

Carrier frequency (Hz) (Несущая частота (Гц))

Определите частоту в Герцах треугольного несущего сигнала. Этот параметр видим, только если параметр Mode of operation (режим работы) установлен как Unsynchronized (несинхронизированный).

Switching ratio (carrier frequency/output frequency) (коммутация (несущая частота / выходная частота)

Определите частоту (F_c) треугольного несущего сигнала.

Этот параметр видим, только если параметр Mode of operation (режима работы) установлен как Synchronized (синхронизирован).

Internal generation of modulating signal (s) (внутренняя генерация модулированного сигнала)

Когда выбрано, заданный сигнал создается блоком. Если нет - внешние заданные сигналы используются для создания импульсов. Параметр видим, только если параметры Mode of operation установлены как Unsynchronized.

Modulation index (коэффициент модуляции)

Определите коэффициент модуляции дл управления амплитудой фундаментального компонента выходного напряжения преобразователя. Коэффициент модуляции должен быть больше 0 и меньше или равным 1. Параметр видим только, когда выбрано Internal generation of modulating signal (s) (внутренняя генерация модулированного сигнала)

Output voltage frequency (Hz) (частота выходного напряжения)

Определите частота выходного напряжения преобразователя. Параметр видим только, когда выбрано Internal generation of modulating signal.

Output voltage phase (degrees) (фаза выходного напряжения) (градусы)

Определите фазу выходного напряжения преобразователя. Параметр видим только, когда выбрано Internal generation of modulating signal.

Sample time (эталонное время)

Определите эталонное время блока, в секундах. Выбор 0 – непрерывное время.

Входы и выходы

Uref

Заданный векторный сигнал для создания выходных импульсов. Вход видим когда не выбрано Internal generation of modulating signal. Соедините этот вход с однофазным синусоидальным сигналом, когда блок используется, чтобы управлять однофазным полу или полным мостовым преобразователем, или к синусоидальному сигналу с тремя фазами, когда блок PWM генератора управляет мостовым трехфазным преобразователем. В линейном режиме величина Uref должна быть между −1 и +1.

P

Выход содержит два, четыре или шесть импульсных сигналов для запуска полупроводниковых устройств (MOSFET, GTO или IGBT) с одно - , два - или тремя плечами.

Лабораторная работа № 4 Моделирование двигателя постоянного тока. Создание субсистем

Параметры электрического двигателя постоянного тока известны.

1. Постройте модель в системе Simulink, предварительно рассчитав все необходимые параметры по данным таблицы. Исследуйте модель: пуск двигателя на холостом ходу и под нагрузкой.

2. Представьте ее в виде субмодели. Создайте маску субмодели для ввода параметров двигателя.

3. Воспользуйтесь моделью двигателя постоянного тока в SimPowerSystem. Введите параметры и подключите двигатель к источнику. Проведите моделирование аналогичное предыдущему случаю.

4. Сравните результаты. Сделайте выводы.

5. Включите в первой модели двухмассовую нагрузку, создав модель нагрузки. Исследуйте поведение системы. Как изменится переходный процесс, если внутренняя вязкость станет на порядок меньше?

6. Используя блоки SimPowerSystem, постройте аналогичную модель. Исследуйте ее.

7. Сравните результаты. Сделайте выводы.

Параметры электрических двигателей и нагрузки:

Дополнение Модель двигателя постоянного тока

Простейшие уравнения ДПТ включают электрическую и механическую части. На рисунке приведены условное обозначение ДПТ и его электрическая схема замещения. Уравнения двигателя в системе единиц СИ:

электрическая часть

(1)

механическая часть

, (2)

где L_я, R_я – индуктивность и активное сопротивление цепи якоря; может включать в себя не только обмотку якоря, но и дополнительные и компенсационные обмотки; [L] = Гн, [R] = Ом;

E_я(i_я) – противоэдс якорной цепи, зависящее от скорости ω и магнитного потока Ф:

обычно можно считать, что

E_я = kФω.

[E] = В; [i] = А; [Ф] = Вб; [ω] = рад/с; [k] = безразмерный;

J – полный момент инерции якоря двигателя и всего, что соединено с осью якоря, приведенное к скорости якоря; [J] = кгм²;

М – момент создаваемый двигателем; т.к. действует на одни и те же проводники с током, то

M = kФi_я

М_с – момент сопротивления или нагрузки; [M] = Hм.

В операторной форме эти два уравнения:

где K = kФ, дают следующую структурную схему:

Двухмассовая нагрузка

Уравнения Ньютона для этой системы:

где

J – момент инерции первой и второй масс; М_дв – вращающий момент двигателя; а – внешний коэффициент вязкого трения; с – коэффициент упругости вала; β – внутренний коэффициент вязкого трения; М_с – момент сопротивления; ω - угловая скорость;  - угол.

Модель нагрузки:

Отметим, что подключение “напрямую” двухмассовой нагрузки к двигателю приведет к ошибке. Дело в том, что момент инерции J₁ и момент инерции двигателя J_дв нельзя разделить. Кроме того, именно нагрузкой двигателя является сумма (отрицательная часть первого уравнения) М_{с дв} = .