Терехин В.Б. Моделирование систем электропривода в Simulink (MatLab 7.0.1) - файл n1.doc

приобрести
Терехин В.Б. Моделирование систем электропривода в Simulink (MatLab 7.0.1)
скачать (22482 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc22482kb.17.09.2012 16:06скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17


Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»


В.Б. Терёхин

моделирование систем электропривода в simulink (matlab 7.0.1)

Рекомендовано в качестве учебного пособия
Редакционно-издательским советом
Томского политехнического университета

Издательство

Томского политехнического университета

2008

УДК 681.3.06(075)

ББК 32.973.2-018

C00
Терёхин В.Б.

С00 Моделирование систем электропривода в Simulink (Matlab 7.0.1): учебное пособие / В.Б. Терёхин. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 320 с.
В руководстве рассмотрены вопросы моделирования в Simulink элементов автоматизированного электропривода и автоматизированных электроприводов постоянного и переменного тока.

Руководство предназначено для студентов специальности 140306 «Электроника и автоматика физических установок», 180400 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов», 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств ядерно-химической отрасли», а также для инженерного состава, занимающегося проектированием регулируемых электроприводов.

УДК 681.3.06(075)

ББК 32.973.2-018

Рекомендовано к печати Редакционно издательским советом

Томского политехнического университета
Рецензенты

Доктор технических наук, профессор кафедры конструирования

электронно-вычислительной аппаратуры

Томского университета систем управления и радиоэлектроники
В.А. Бейнарович

Кандидат технических наук, доцент кафедры электропривода и автоматизации промышленных установок

Томского политехнического университета
А.Ю. Чернышев

© Терёхин В.Б., 2008

© Томский политехнический университет, 2008

© Оформление. Издательство Томского
политехнического университета, 2008
Содержание


Введение 9

1 Моделирование элементов автоматизированного электропривода 10

1.1 Машина постоянного тока 10

1.1.1 Исследования модели двигателя в Simulink 10

1.1.2 Модернизированная модель двигателя постоянного тока 27

1.2 Машина переменного тока (асинхронная) 45

1.2.1 Математическое описание обобщенной асинхронной машины 45

1.2.2 Исследование модели асинхронного двигателя в Simulink 69

1.2.3 Исследование модернизированной модели асинхронного двигателя в Simulink 76

1.2.4 Разработка структуры асинхронного двигателя в Simulink 83

1.3 Нереверсивные тиристорные преобразователи 102

1.3.1 Двухфазный тиристорный преобразователь 102

1.3.2 Нереверсивный мостовой трёхфазный тиристорный преобразователь 108

1.3.3 Нереверсивный нулевой трёхфазный тиристорный преобразователь 129

1.4 Реверсивные тиристорные преобразователи с совместным управлением 132

1.4.1 Реверсивный двухфазный тиристорный преобразователь с совместным управлением 132

1.4.2 Реверсивный трёхфазный тиристорный преобразователь с совместным управлением 135

1.4.3 Реверсивный трёхфазный тиристорный преобразователь с совместным управлением по нулевой схеме 138

1.5 Реверсивные тиристорные преобразователи с раздельным управлением 140

1.5.1 Модель логического переключающего устройства 140

1.5.2 Модель датчика состояния тиристоров 142

1.5.3 Модель переключателя характеристик (полярности сигнала) 144

1.5.4 Реверсивный двухфазный тиристорный преобразователь с раздельным управлением 145

1.5.5 Реверсивный трёхфазный тиристорный преобразователь с раздельным управлением 147

1.6 Транзисторные широтно-импульсные преобразователи для управления двигателями постоянного тока 151

1.6.1 Симметричный способ управления 151

1.6.2 Несимметричный способ управления 156

1.7 Преобразователи частоты (автономные инверторы) 159

1.7.1 Разомкнутый способ реализации ШИМ 159

1.7.2 Замкнутый способ реализации ШИМ (токовый коридор) 163

2 Электроприводы постоянного тока 168

2.1 Разомкнутые 168

2.1.1 Автоматическое управление в функции времени 168

2.1.2 Автоматическое управление в функции скорости 173

2.1.3 Автоматическое управление в функции тока 173

2.2 Замкнутые нереверсивные 175

2.2.1 Тиристорные электроприводы 175

2.2.2 Транзисторные электроприводы 179

2.3 Замкнутые реверсивные 193

2.3.1 Тиристорные электроприводы с совместным управлением по нулевой схеме включения 193

2.3.2 Тиристорные электроприводы с раздельным управлением 201

3 Разомкнутые электроприводы переменного тока 212

3.1 Мягкие частотный пуск и остановка асинхронного двигателя 212

4 Частотно-токовый электропривод с векторным управлением 216

4.1 Общие положения 216

4.2 Математическое описание векторного управления двигателем 218

4.3 Оптимизация и имитационное исследование в Simulink контура тока 229

4.3.1 Расчёт параметров регулятора тока при идеальном источнике тока 229

4.3.2 Исследование влияния насыщения регулятора, квантования сигнала токовой обратной связи по уровню и времени 234

4.3.3 Исследование влияния реальных свойств преобразователя частоты на статические и динамические свойства контура тока 237

4.4 Оптимизация и имитационное исследование в Simulink контура потока 241

4.4.1 Расчёт параметров регулятора потока при идеальном источнике тока 241

4.4.2 Исследование влияния насыщения регулятора, квантования и задержки сигнала обратной связи, способа реализации источника тока 245

4.5 Оптимизация и имитационное исследование в Simulink контура скорости 250

4.5.1 Расчёт параметров регулятора скорости при идеальном источнике тока 250

4.5.2 Исследование влияния насыщения регуляторов, квантования и запаздывания сигнала обратной связи 254

4.5.3 Исследование влияния способа реализации источника тока (инвертора) 261

4.6 Имитационное моделирование структуры электропривода переменного тока с векторным управлением 266

4.6.1 Моделирование в Simulink при реализации инвертора с широтно-импульсным управлением 266

4.6.2 Моделирование в Simulink при реализации инвертора с релейным управлением 275

4.6.3 Моделирование структуры электропривода с векторным управлением с выводом тока статора в неподвижной системе координат 281

5 Виртуальный электропривод переменного тока с векторным управлением 286

5.1 Разработка на основе инвертора с широтно-импульсной модуляцией 286

5.1.1 Реализация источника питания инвертора в виде батареи 286

5.1.2 Реализация источника питания инвертора в виде выпрямителя 296

5.2 Разработка на основе инвертора с релейным управлением 303

5.2.1 Реализация источника питания инвертора в виде батареи 303

5.2.2 Реализация источника питания инвертора в виде выпрямителя 312

Литература 321

Введение

Компьютерные технологии прочно закрепились в высшей школе и широко используются не только для оформления текстовой и графической частей учебных работ, но и для изучения и исследования сложных систем и процессов. Совершенно очевидно, что качество подготовки специалистов в прямой степени зависит от применяемого многообразия форм и методов представляемого учебного материала. Натурное изучение и исследование остаётся предпочтительной формой подготовки, но не может быть обеспечено в полной мере, особенно при изучении специальных дисциплин.

Цель работы состоит в предоставлении возможности изучения, проектирования и исследования элементов автоматизированного электропривода постоянного и переменного тока и электроприводов в целом с применением программного продукта Matlab 7.0.1 (Simulink). Отличительной особенностью пособия является предоставление разработанных моделей в Simulink элементов и приводов постоянного и переменного тока. Студент имеет возможность приступить к изучению интересующего привода на основе предлагаемых моделей, предварительно произвести необходимые для проектирования исследования и выполнить разработку осознанно на высоком техническом уровне. Так как при разработке моделей большинство используемых элементов из библиотеки Simulink модернизированы, то предлагаемые модели в пособии работоспособны только в Matlab 7.0.1.

Пособие состоит из пяти глав.

Первая глава посвящена моделированию двигателей и элементов автоматизированного электропривода постоянного и переменного тока.

Во второй главе рассматриваются модели разомкнутых и замкнутых электроприводов постоянного тока.

В третьей главе приведён пример модели разомкнутого электропривода переменного тока с преобразователем частоты, управляемого задатчиком интенсивности.

В четвёртой главе приведены модели структуры электропривода переменного тока с векторным управлением.

В пятой главе рассматриваются виртуальные асинхронные электроприводы с векторным управлением. Применено широтно-импульсное и релейное управление инверторами. Включены в модель источник питания и цепь гашения энергии, отдаваемой электрическим двигателем в тормозных режимах.


6


  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации