XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

В данное время электропривод представляет собой важной, активно развивающейся областью науки и техники, занимающей основное место в электрификации и автоматизации промышленности и быта, сокращение его развития указывается раскрытием сферы применения и повышением требований к электрическим системам и комплексам. Такое широкое использование электропривода объясняется целым рядом его достоинств и преимуществ.

Основными достоинствами электроприводов является:

компактная конструкция двигателя;

быстрая реакция;

равномерность вращения;

высокий вращающий момент на максимальной скорости;

высокая точность (за счет применения цифровой измерительной схемы с высокоточным импульсным датчиком);

низкий уровень шума и вибрации;

деятельность без осмотра и обслуживания (пользы бесщёточных моторов);

взаимозаменяемость двигателей;

компактный дизайн конвертера;

наличие электричества.

К недостаткам можно отнести:

наличие щёток в канализации электродвигателя постоянного тока;

большая зависимость скорости выходного звена от нагрузки, что приводит к необходимости дополнительных контуров управления приводом;

наличие дополнительной кинематической цепи между электродвигателем и рабочим органом робота.

Имеются следующие режимы работы:

а) продолжительный, когда действующий период настолько велик, что нагревание электродвигателя достигает установившегося значения (например, насосы, ленточные конвейеры, вентиляторы и т. д.).

б) кратковременные, когда продолжительность действующего периода слишком мала для достижения температуры двигателя – нагрев, равной нагрузке, а периоды остановки, наоборот, в достаточной степени для конденцирования двигателя до температуры окружающей сферы. В этом могут работать электродвигатели самых разнообразных механизмов;

в) повторно-кратковременные – с учетом продолжительности 15, 25, 40 и 60% при длительности одного цикла не более 10 минут (например, кранов, некоторых станков, один-пост сварки двигателей, генераторов и т. д.).

Приведем справочные данные выбранного двигателя ВАО7А-630LA-4 для моделирования.

Таблица 1. Справочные данные двигателя

Наименование параметра	Значение
Мощность,P	2000 кВт
Синхронная частота вращения,η0	1500 об/мин
КПД, η	96,2%
Коэффициент мощности,cosφ	0,90
Номинальное напряжение,Uн	6000 В
Отношение пускового тока к номинальному,	6,5
Отношение пускового момента к номинальному,	1,1
Отношение максимального момента к номинальному,	2,5
Момент инерции, Jдв	13, кг*м2
Режим работы двигателя	S1

Для моделирования двигателя приведем расчет недостающих обмоточных данных по методике профессора И.В. Черных.

Механические потери:

Приведенная мощность двигателя:

= 21943502 ВА

Номинальный ток двигателя:

22,54 кА

Сопротивления обмотки статора двигателя:

Ом

Сопротивление обмотки ротора:

Приведенная индуктивность обмоток статора и ротора:

Индуктивность обмоток статора и ротора:

Взаимоиндукция обмоточного коэффициента:

Проверка обмоточного коэффициента:

Модель представляет собой принципиальную схему:

Рисунок 1. – Модель прямого пуска асинхронного привода

Подставляя рассчитанные параметры, получим следующие характеристики двигателя:

Рисунок 2. – Осциллограмма момента сопротивления и скорости прямом пуске

На следующем графике показана зависимость угловой скорости от электромагнитного момента асинхронного двигателя.

Рисунок 3. – Динамическая характеристика

В данной работе в моделирование асинхронного двигателя ВАО7А-630LA-4 с помощью программы MatLab. В заключении можно сделать итог, что построенная система контроля отвечает показателю качества и соответствует всем требованиям.

Список литературы:

1. Фащиленко В.Н. Регулируемый электропривод насосных и вентиля торных установок горных предприятий: Учеб. пособие. – М.: Издательство «Горная книга». 2011.- 260. С.: ил.

2. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MatLab, SimPowerSystems и Simulink. – М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер,2008. – 288 с.: ил.

3. Семенов А.С. Программа MATLAB: Методические указания к лабораторным работам дл студентов специальности 140211 – «Электроснабжение». М.: Издательство «Спутник+», 2012. – 40 с.

4. Семенов А.С., Кугушева Н.Н., Хубиева В.М. Моделирование режимов работы электроприводов горного оборудования. Учеб. Пособие. – Издательство LAP LAMBERT Academic Publishing, 2 013. – 111 с.

5. Semenov A.S., Khubieva V.M., Kharitonov Y.S. Mathematical modeling of static and dynamic modes dc motors in software package MATLAB // Всборнике: 2018 International Russian Automation Conference (RusAutoCon) electronic edition. 2018.

6. Семенов А.С. Особенности математического моделирования систем электроприводов промышленных установок // В сборнике: Геонауки: проблемы, достижения и перспективы развития: Материалы Всероссийской молодёжной научно-практической конференции. 2018. С. 354-358.

7. Семёнов А.С., Харитонов Я.С., Егоров А.Н. Разработка математической модели электромагнитного привода с системой управления стабилизации производительности питателя // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2018. № 2 (121). С. 123-131.

8. Семёнов А.С., Якушев И.А., Егоров А.Н. Математическое моделирование технических систем в среде MATLAB // Современные наукоемкие технологии. 2017. № 8. С. 56-64.

9. Семенов А.С. Основы моделирования электротехнических и электромеханических систем / учебно-методическое пособие. – Москва, 2016. – 48 с.

10. Петрова М.Н., Семенов А.С. Математическое моделирование переходных процессов в электромеханических системах // В сборнике: Студенческий научный форум - 2016 VIII Международная студенческая электронная научная конференция, электронное издание. 2016.

Код для цитирования: Скопировать