Моделирование электропривода насосной станции (стр. 2 из 2)

Подсистема задатчика давления:

Рисунок 8 – Схема задачи давления

С помощью осциллографа получим график задатчика давления:

Рисунок 9 – График задатчика давления

Подсистема формирования напряжения в зависимости от давления представляет собой:

Рисунок 10 – Подсистема формирования напряжения

На вход блока подаем сигналы:

Рисунок 11 – Осциллограммы давления в системе и задатчика давления

На выходе получаем формирование напряжения и частоты:

Рисунок 12 – Осциллограммы напряжения и частоты, сформированные для преобразователя частоты

Преобразователь частоты:

Рисунок 13 – Сигналы для преобразователя частоты

На выходе преобразователя частоты получаем 3-х фазную систему напряжения:

Рисунок 14 – Осциллограммы напряжения сформированные преобразователем частоты

Четыре уравнения системы содержат восемь линейно зависимых переменных. Необходимо, с помощью выражений связи токов и потокосцеплений обмоток статора и ротора исключить две пары переменных, то есть выбрать состав компонент вектора

.

Система потокосцеплений:

(3.9)

Из двух последних уравнений системы выразим токи ротора:

(3.10)

Полученные выражения подставим в уравнения для потокосцеплений статора, то есть первые два уравнения:

(3.11)

Обозначив:

(3.12)

Получим выражения для потокосцеплений обмоток статора:

(3.13)

Обозначив:

;

Полный момент:

(3.16)

Рассмотрим элементы, входящие в состав подсистем:

Подсистема «EL_MAG_1»:

Рисунок 15 – Подсистема электромагнитного преобразователя EL_MAG_1

Подсистема «EL_MAG_2»:

Рисунок 16 – Подсистема электромагнитного преобразователя «EL_MAG_2»

Подсистема «Mech»:

Рисунок 17 – Подсистема механического преобразователя «Mech»

Соединив вместе три подсистемы (EL_MAG_1, EL_MAG_2, Mech), получаем модель асинхронного электродвигателя в двухфазной системе координат (α, β).

4. Работа насосной станции без преобразователя частоты

Моделирование в среде Simulink:

Рисунок 18 – Схема прямого запуска АД

Динамическая характеристика электродвигателя при прямом пуске (без преобразователя частоты) выглядит:

Рисунок 19 – Динамическая характеристика

Токи статора электродвигателя:

Рисунок 20 – Осциллограмма токов статора

График момента, момента сопротивления и скорости электродвигателя:

Рисунок 21 – Осциллограмма момента, момента сопротивления и скорости при прямом пуске.

Соединив вместе модели преобразователя частоты и асинхронного двигателя, получим модель управляемой насосной станции.

5. Работа насосной станции с частотным преобразователем

Смоделируем в среде Simulink насосную станцию с П – регулятором:

Рисунок 22 – Схема пуска АД с ПЧ

Динамическая характеристика электродвигателя (запуск с преобразователем частоты):

Рисунок 23 – Динамическая характеристика АД с П – регулятором

Токи статора электродвигателя имеют вид:

Рисунок 24 – Осциллограмма токов статора

График момента, момента сопротивления и скорости электродвигателя имеют вид:

Рисунок 25 – Осциллограммы момента, момента сопротивления и скорости АД при пуске с ПЧ и П-регулятором

Графики задатчика давления и давления в системе с П – регулятором:

Рисунок 26 – Осциллограммы задатчика давления и давления в системе

При увеличении рисунка 28 можно рассмотреть ошибку регулирования:

Рисунок 27 – Ошибка регулирования

Представим в виде графика ошибку системы:

Рисунок 28 – Ошибка системы в процентах

Система с П – регулятором выдает нужное давление в системе и стоимость его ниже стоимости ПИ – регулятора.

Заключение

В данной работе было проведено моделирование подкачки воды асинхронными двигателями. Для этого из типовых блоков Simulink была составлена схема управления. На основе полученной схемы был смоделирован микроконтроллер. Для получения подержания постоянного параметра (давления) в системе была заведена обратная связь по давлению. В результате чего «основной» двигатель поддерживал постоянное давление в системе.

Список литературы

1. Фурсов В.Б. Моделирование электропривода: учеб. пособие / В.Б. Фурсов. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2008. 105 с.

2. Фурсов В.Б. Моделирование в системе SimPowerSysem. Учебное пособие. Воронеж.: Воронеж. гос. техн. ун-т; 2005. 116 с.