Повна версія

Головна arrow Інформатика arrow Комп'ютерне моделювання систем електропривода в Simulink

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ТИРИСТОРІВ З РОЗДІЛЬНИМ КЕРУВАННЯМ

Схема моделі представлена на рис. 2.42 і включає в себе наступні елементи:

- двигун постійного струму DC Machine I12M, блок Step 3 задає

реактивну навантаження на двигун по входу TR

Схема моделі електроприводу з роздільним керуванням в Simulink (Fig2_42)

Мал. 2.42. Схема моделі електроприводу з роздільним керуванням в Simulink (Fig2_42)

  • - реверсивний перетворювач з роздільним керуванням Universal Bridge В і Н
  • - систему імпульсно-фазового управління ( СІФУ) лінійного типу, модернізовану 6 SIFU LM I. Uab , Ubc і Uca - синхронизирующие напруги, що визначають правильний порядок видачі сигналів управління тиристорами;
  • - And В і And Н - схеми І для управління окремими комплектами від однієї СІФУ
  • - датчик стану вентилів (тиристорів) DST. DST контролює стан всіх тиристорів обох комплектів і якщо все тиристори закриті (не проводять струм), то на виході блоку DST з'являється логічний сигнал одиничного рівня;
  • - блок логічного управління тиристорн комплектами LPU. Має два логічних виходу В і Н і два входи - логічний DST і аналоговий Uz, керуючий роботою випрямних комплектів;
  • - блок перемикання характеристик РХ , використовується при управлінні випрямними комплектами однієї схемою СІФУ ;
  • - фільтр в каналі зворотного зв'язку за швидкістю двигуна Filter! ;
  • - задатчик швидкості (частоти обертання) Stepp,
  • - задатчик реактивного моменту опору Step3;
  • - фільтр Filter 1, що оптимізує реакцію РЕП на поетапне вплив;
  • - / 7 // - регулятор швидкості Speed PI Controller. Блокова схема розробленої моделі ізодромного пропорційно-інтегрального регулятора показана на рис. 2.43.
Модель пропорційно-інтегрального регулятора в Simulink

Мал. 2.43. Модель пропорційно-інтегрального регулятора в Simulink

Пропорційна частина (коефіцієнт посилення регулятора) представлена підсилювачем з коефіцієнтом посилення Р ( Proportional ). Постійна часу регулятора (час ізодрома) вводиться як 1

(Integral). Інтегральна частина регулятора представлена інтегратором Integrator з одиничним посиленням і послідовно включеним підсилювачем Gain з коефіцієнтом посилення Р / 1. Передбачено обмеження інтегральною складовою вихідної напруги інтегратора (Limit Integr ) і пропорційною складовою ( Limit Out).

На рис. 2.44 представлено вікно введення параметрів регулятора швидкості. Установка обмеження інтегратора виробляється в рядку Limit Integr. Напруга обмеження встановлено менш ± 10 В з умови забезпечення нормального управління в «великому». Загальне обмеження вихідної напруги регулятора швидкості (Limit Out) встановлено ± 10 В (рис. 2.44), що відповідає завданням пускового струму близько 200 А;

- / 7Я-регулятор струму Current PI Controller , вікно введення параметрів якого показано на рис. 2.45;

Вікно введення параметрів регулятора швидкості

Мал. 2.44. Вікно введення параметрів регулятора швидкості

Вікно введення параметрів регулятора струму

Мал. 2.45. Вікно введення параметрів регулятора струму

  • - фільтр на вході СІФУ Filter3 ;
  • - адаптивне пристрій (нелінійні ланки Nz.1 і Nz2). Виконано відповідно до рекомендацій, наведеними в [7].

При роздільному управлінні групами реверсивного ТП в області малих навантажень перетворювач працює в режимі переривчастого струму і має нелінійні характеристики. При проектуванні реверсивних 777 з роздільним керуванням для шірокорегуліруемьгх швидкодіючих РЕП доцільно прийняти і здійснити линеаризацию характеристик перетворювача в режимі переривчастого струму, застосувавши адаптивне пристрій (АУ) на вході СУ ТП. А У складається з нелінійного ланки Nzl (рис. 2.46) і ланки Nz2 (рис. 2.48).

Ріс.2.46. Структура нелінійного ланки Nzl На рис. 2.47 показані вікна введення параметрів нелінійного ланки.

Вікна введення параметрів нелінійного ланки Nzl

Мал. 2.47. Вікна введення параметрів нелінійного ланки Nzl

Схема моделі нелінійного ланки Nz2 приведена на рис. 2.48.

На рис. 2.49 показано вікно введення параметрів нелінійного ланки Nz2.

Структура нелінійного ланки Nz2

Мал. 2.48. Структура нелінійного ланки Nz2

Вікно введення параметрів нелінійного ланки Nz2

Мал. 2.49. Вікно введення параметрів нелінійного ланки Nz2

Реакція електроприводу на керуючий вплив ± 10 В з реактивним навантаженням 18 Нм (зменшення навантаження до 5 Нм в 0,2 с)

Мал. 2.50. Реакція електроприводу на керуючий вплив ± 10 В з реактивним навантаженням 18 Нм (зменшення навантаження до 5 Нм в 0,2 с)

Вводимо в розроблену модель електроприводу розрахункові дані і зробимо моделювання роботи електроприводу при ступінчастому керуючого дії при повному навантаженні при різних задають напружених в одномасової варіанті.

На рис. 2.50 представлена реакція електроприводу на керуючий вплив ± 10 В.

Отримані результати свідчать, що електропривод відпрацював управління правильно. Максимальний пусковий струм нс перевищує 200 А, стале значення частоти обертання 52,18 рад / с незначно відрізняється від заданого значення 52,5 рад / с. Електропривод працює з реактивним моментом опору (зі зміною напрямку обертання знак моменту і струму двигуна також змінився на протилежний).

Реакція електроприводу на керуючий вплив  ± 5 В з реактивним навантаженням 18 Нм (зменшення навантаження до 5 Нм в 0.2 с)

Мал. 2.51. Реакція електроприводу на керуючий вплив ± 5 В з реактивним навантаженням 18 Нм (зменшення навантаження до 5 Нм в 0.2 с)

У зв'язку з пульсуючим характером струму і моменту двигуна вимір середніх значень засобами Simidink утруднено. Тому данні вимірювань діаграм (рис. 2.50) дещо розходяться з теоретичними. При скиданні навантаження до 5 Нм в момент часу 0,2 с частота обертання зросла до значення мінус 53,33 1 / с і відновилася до значення мінус 52,51 1 / с. ПІ -регулятор виконав своє призначення.

На рис. 2.51 показані результати моделювання процесу пуска- реверсу приводу на частоту обертання 26,25 1 / с з реактивним навантаженням. Електропривод відпрацював завдання досить чітко.

Пуск реверс ні малу частоту обертання ± 0.0525 1 / с з реактивним навантаженням 18 Нм

Мал. 2.52. Пуск реверс ні малу частоту обертання ± 0.0525 1 / с з реактивним навантаженням 18 Нм

Досліджуємо поведінку приводу під час пуску-реверсі на мінімальну частоту обертання, в тисячу разів меншу максимальної 52,5 1 / с. Завдання на вході системи ± 0,01 В, навантаження реактивна 18 Нм. Результат моделювання проілюстрований на рис. 2.52. Характерною особливістю режиму є робота з великими відносними пульсаціями всіх параметрів.

Частота обертання двигуна стала наростати, коли амплітудне знамення пульсуючого моменту перевищує 18 Нм. Через 1,1с частота обертання досягла заданого значення. При реверсі спостерігається велика пауза, протягом якої йде перехідний процес в регуляторах швидкості і струму. Як тільки амплітуда моменту двигуна перевищила 18 Нм, частота обертання почала наростати в негативному напрямку. Час пуску велике, приблизно 1 с.

Для поліпшення наочності результатів моделювання пропустимо досліджувані сигнали через блоки Mean Value (усреднители) і будемо спостерігати середні значення пульсуючих сигналів. Схема моделі приймає вигляд, показаний на рис. 2.53.

Схема моделі електроприводу з роздільним керуванням з виділенням середнього значення пульсуючого сигналу

Мал. 2.53. Схема моделі електроприводу з роздільним керуванням з виділенням середнього значення пульсуючого сигналу

Замість рис. 2.52 отримана діаграма в середніх значеннях досліджуваних сигналів (рис. 2.54).

Крім наочності з'явилися деякі особливості, які необхідно пояснити. Процес наростання частоти обертання починається з моменту двигуна трохи більше 10 Нм, при реактивному моменті навантаження 18 Нм. Це викликано тим, що при такому середньому значенні моменту двигуна амплітудне його значення досягло 18 і більше Нм. Цим же пояснюється відміну середнього значення моменту двигуна 17,14 Нм в сталому режимі від статичної реактивного навантаження 18 Нм.

Пуск реверс на малу частоту обертання ± 0,0525 1 / с з реактивним навантаженням 18 Нм

Мал. 2.54. Пуск реверс на малу частоту обертання ± 0,0525 1 / с з реактивним навантаженням 18 Нм

Відпрацьоване задане значення частоти обертання проглядається чіткіше, ніж на діаграмі рис. 2.52. Можна зробити висновок, що якщо тахогенерагор здатний достовірно формувати сигнал зворотного зв'язку по частоті обертання, то даний привід здатний працювати в діапазоні регулювання частоти обертання 1000.

Пуск реверс на малу частоту обертання ± 0,0525 1 / с з реактивним навантаженням 18 Нм (скидання навантаження до 5 Нм при 3,5 с)

Мал. 2.55. Пуск реверс на малу частоту обертання ± 0,0525 1 / с з реактивним навантаженням 18 Нм (скидання навантаження до 5 Нм при 3,5 с)

Досліджуємо поведінку приводу на малій частоті обертання при скиданні навантаження з 18 Нм до 5 Нм (див. Рис. 2.55).

Виділення гладкою усередненої складової частоти обертання двигуна зроблено за допомогою блоку Місць Value. Дослідження показало, що відхилення частоти обертання склало мінус 1,471 1 / с і через 0,25 с частота обертання відновилася до заданого значення мінус 0,05256 1 / с.

Отримані показники роботи приводу на малій частоті обертання повинні бути співставлені з технічним завданням та прийнято рішення про відповідність або подальшого доопрацювання приводу.

На рис. 2.56 представлена схема моделі тірістрного електроприводу з роздільним керуванням.

Схема моделі електроприводу з роздільним керуванням з окремими З І ФУ на кожен комплект (Fig2_56)

Мал. 2.56. Схема моделі електроприводу з роздільним керуванням з окремими З І ФУ на кожен комплект (Fig2_56)

Відмінністю від попередньої схеми є використання двох комплектів СІФУ. Необхідність застосування блоку РХ відпала, дозвіл роботи того чи іншого СІФУ задається по входу Block.

Результати моделювання роботи електроприводу на великий, середній і малої частотах обертання аналогічні вище розглянутому приводу і не наводяться в посібнику.

 
<<   ЗМІСТ   >>