Теоретическая часть. И Исследование структурной модели асинхронной машины

И Исследование структурной модели асинхронной машины

Лабораторная работа № 5. СОЗДАНИЕ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: ознакомиться с методом построения структурных моделей на примере асинхронной машины (АМ).

В качестве примера структурного моделирования рассмотрим динамическую модель обобщенной асинхронной машины, которая может быть представлена двумя схемами замещения по поперечной и продольной осям (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Схемы замещения обобщенной асинхронной машины по поперечной (a) и продольной (б) осям

Динамика асинхронной машины описывается системой уравнений

(5.1)

где индекс s относится к статору, индекс r – к ротору; индекс d соответствует продольной оси, индекс q – поперечной; u – напряжение; R – активное сопротивление; ψ – потокосцепление обмотки; ω_с – синхронная частота вращения; ω_r – частота вращения ротора в электрических радианах в секунду; ω – частота вращения ротора в реальных радианах в секунду; ΣМ – суммарный момент на валу ротора; штрихованные величины соответствуют приведенным величинам ротора.

Следует учесть, что для двухфазной обобщенной машины справедливы следующие соотношения:

(5.2)

где L_s, L’_r – индуктивности обмоток статора и ротора; L_1s, L’_1r – индуктивности рассеяния обмоток статора и ротора; L_m – индуктивность ветви намагничивания; M_эм – электромагнитный момент; M_н – момент нагрузки на валу машины.

С учетом (5.2) система уравнений (5.1) принимает вид

(5.3)

В матричной форме (5.3) принимает вид

, (5.4)

или

, (5.5)

где – квадратная матрица коэффициентов; – вектор неизвестных величин; – вектор правых частей.

Структурная схема решения системы уравнений (5.5) в среде Simulink представлена на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Структурная схема решения системы уравнений АМ

Здесь особый интерес представляет блок Matlab Function, в котором осуществляется обращение к подпрограмме, написанной на языке m-файлов MatLab, которая осуществляет формирование матрицы коэффициентов, обращает ее и умножает на вектор правых частей . При этом на выходе формируется вектор производных . Программный код выглядит следующим образом:

function dXdt = GetMatrix(X)

L1 = 0.01;

L2 = 0.01;

Lm = 0.18;

Ls = L1 + Lm;

Lr = L2 + Lm;

G = [...

[ Ls, 0, Lm, 0, 0, 0];...

[ 0, Ls, 0, Lm, 0, 0];...

[ Lm, 0, Lr, 0, 0, 0];...

[ 0, Lm, 0, Lr, 0, 0];...

[ 0, 0, 0, 0, 1, 0];...

[ 0, 0, 0, 0, 0, 1]...

];

dXdt = G^-1*X;

Дата добавления: 2014-10-23