Моделювання режимів роботи двомашинного асинхронного агрегата у трифазній системі координат

The development of experimental prototypes of new types of electric machines as well as searching for them the most effective application areas demands the profound theoretical research. An availability of an adequate mathematical model allows to predict possible errors in operating of upcoming prot...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2019
Hauptverfasser:	Lutso, Valeriy V., Silvestrov, Anton M., Spinul, Lyudmila Yu.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainisch
Veröffentlicht:	The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 2019
Schlagworte:	асинхронний двигун двомашинний агрегат математична модель рухомий індуктор трифазна система координат MATLAB
Online Zugang:	https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/188194
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	System research and information technologies
Завантажити файл:

Institution

System research and information technologies

_version_	1867334401052901376
author	Lutso, Valeriy V. Silvestrov, Anton M. Spinul, Lyudmila Yu.
author_facet	Lutso, Valeriy V. Silvestrov, Anton M. Spinul, Lyudmila Yu.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "Valeriy V. Lutso", "institution": "ТОВ “Робот Скул”, Полтава" }, { "author": "Anton M. Silvestrov", "institution": "Кафедра теоретичної електротехніки факультету електроенерготехніки та автоматики Національного технічного університету України \"Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського\", Київ" }, { "author": "Lyudmila Yu. Spinul", "institution": "Кафедра теоретичної електротехніки факультету електроенерготехніки та автоматики Національного технічного університету України \"Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського\", Київ" } ]
author_sort	Lutso, Valeriy V.
baseUrl_str	http://journal.iasa.kpi.ua/oai
collection	OJS
datestamp_date	2020-03-02T17:05:10Z
description	The development of experimental prototypes of new types of electric machines as well as searching for them the most effective application areas demands the profound theoretical research. An availability of an adequate mathematical model allows to predict possible errors in operating of upcoming prototypes during the design stage. The mathematical model of two-machine induction motor with the rotary inductor [1] in three-phase coordinate system is given in the article. Models of primary and secondary machines are divided into two structural units. An influence of a rotary inductor on the movement of a rotor is described in the model of the secondary machine, as well as the connection with the primary machine is provided through parameters of torque and rotating speed. Transient response plots are obtained for a two-machine induction motor operating under no load and under nominal load, as well as for the case when only the secondary machine is operating. Based on the plots, the different variants of starting of various motor parts are analyzed. The structure diagram of the model built in MatLab programming environment clearly shows the connection between the primary and secondary machines.
doi_str_mv	10.20535/SRIT.2308-8893.2019.4.02
first_indexed	2025-07-17T10:26:34Z
format	Article
fulltext	 В.В. Луцьо, А.М. Сільвестров, Л.Ю. Спінул, 2019 Системні дослідження та інформаційні технології, 2019, № 4 19 УДК 621.313 DOI: 10.20535/SRIT.2308-8893.2019.4.02 МОДЕЛЮВАННЯ РЕЖИМІВ РОБОТИ ДВОМАШИННОГО АСИНХРОННОГО АГРЕГАТА У ТРИФАЗНІЙ СИСТЕМІ КООРДИНАТ В.В. ЛУЦЬО, А.М. СІЛЬВЕСТРОВ, Л.Ю. СПІНУЛ Анотація. Розроблення експериментальних зразків нових видів електричних машин, а також пошук найбільш перспективних напрямів їх використання по- требують ґрунтовних теоретичних досліджень. Наявність адекватної матема- тичної моделі дозволяє передбачити можливі недоліки в роботі майбутніх зраз- ків та уникнути їх на етапі проектування. Запропоновано математичну модель двомашинного асинхронного агрегата [1] з рухомим індуктором у трифазній системі координат. Моделі первинної і вторинної асинхронних машин розді- лено на дві окремі структурні одиниці. У моделі вторинної машини відобра- жено вплив рухомого індуктора на рух ротора і забезпечено зв’язок з первин- ною машиною за швидкістю та електромагнітним моментом. Отримано графіки перехідних процесів для роботи двомашинного асинхронного двигуна у режимах холостого ходу і під навантаженням, а також під час роботи окремо вторинної машини. На основі графіків проаналізовано варіанти пуску вузлів двигуна. Побудована у середовищі MatLab структурна схема моделі наочно відображає зв’язок первинної і вторинної машин. Ключові слова: асинхронний двигун, двомашинний агрегат, математична мо- дель, рухомий індуктор, трифазна система координат, MatLab. ВСТУП У промисловості натепер широко застосовують трифазні асинхронні двигу- ни (АД) в широкому діапазоні потужностей, передусім завдячуючи інжене- ру-досліднику Михайлу Йосиповичу Доліво-Добровольському. Весною 1889 р. він збудував перший АД потужністю 100 Вт, розробивши і впрова- дивши перед цим як найбільш доцільну трифазну мережу електроживлення. Відтоді принцип роботи і конструкція АД майже не змінювалися. Простота конструкції і надійність роботи АД з короткозамкненим ротором є істотни- ми його перевагами відносно електродвигунів інших конструкцій. Однак швидкість обертання вала АД обмежена частотою напруги живлення, що для промислової частоти f = 50 Гц становить менше за 3000 об/хв. Для збі- льшення швидкості необхідно до АД додавати дороговартісні і ненадійно працюючі в умовах зовнішніх електромагнітних, теплових, радіаційних та інших збурень напівпровідникові перетворювачі. Отже, актуальним постало завдання створення нової конструкції АД, яка б без підвищувального редук- тора могла досягати швидкості обертання вала АД із частотою понад 3000 об/хв. Модель такого АД було створено і запатентовано [1]. В.В. Луцьо, А.М. Сільвестров, Л.Ю. Спінул ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2019, № 4 20 ПОСТАНОВКА ЗАВДАННЯ Наявність моделі [1] нової конструкції АД на етапі її доопрацювання і роз- роблення дослідного зразка дозволяє, а практика, відповідно, потребує дета- льного математичного моделювання роботи такого АД у різних режимах. Це дасть змогу ще на етапі проектування дещо дооптимізувати конструкцію і режими роботи АД як двомашинного асинхронного агрегата. Таким чином, у системі MatLab Simulink необхідно виконати моделювання і з’ясувати оптимальні режими його роботи. Основними частинами двомашинного АД (рис. 1) є статор 1 із трифаз- ною обмоткою, рухомий індуктор (РІ) 2, який включає в себе короткозамк- нену обмотку первинної машини (ПМ), а також трифазну обмотку вторин- ної машини (ВМ), ротор 3, що містить короткозамкнену обмотку ВМ [1; 6]. Живлення на ВМ подається через вузол контактних кілець 4, а механічне навантаження може подаватись як на порожнистий вал РІ 5, так і на вал ро- тора 6. Робота ПМ нічим не відрізняється від роботи звичайної асинхронної машини. Подача трифазної синусоїдальної напруги на обмотку статора при- водить у рух індуктор ВМ. Обертове магнітне поле, створене трифазною обмоткою ВМ, пришвидшується на величину кутової швидкості РІ. Отже, на валу ротора маємо в результаті подвоєну кутову швидкість. Для спрощення побудови математичної моделі двомашинного асинх- ронного агрегата спочатку розглянемо окремо роботу ВМ. За відсутності живлення ПМ ВМ являє собою АД з вільним (не закріп- леним) статором. Обертове магнітне поле, створене трифазною обмоткою РІ, наводить у короткозамкненій обмотці ротора електрорушійну силу, що зумовлює протікання в ній струму. Електромагнітний момент, що виникне внаслідок взаємодії потокозчеплень РІ та ротора, приведе в рух не тільки ротор, а і сам РІ. За третім законом Ньютона, оскільки немає протидії, ВМ не протидіє впливу електромагнітного моменту на РІ (крім тертя у підшип- никах).Тому РІ обертатиметься у протилежному від ротора напрямку. Розглянемо електромагнітні процеси, які перебігають в обмотках РІ та ротора у рухомих трифазних системах координат (СК). Система координат РІ (ABC) обертається за годинниковою стрілкою зі швидкістю ri відносно нерухомої СК ( 000 CBA ) статора, а СК ротора (abc) — проти годинникової стрілки зі швидкістю r (рис. 2). Взаємне положен- ня трифазних СК РІ та ротора в кожен момент часу можна описати за допо- могою таких величин: Рис. 1. Конструкція двомашинного асинхронного агрегата із РІ 1 4 5 2 3 6 Моделювання режимів роботи двомашинного асинхронного агрегата у трифазній … Системні дослідження та інформаційні технології, 2019, № 4 21 )(tr — кут між однойменними осями СК ротора і нерухомою СК; )(tri — кут між однойменними осями СК РІ та нерухомою СК. Тоді кут між однойменними осями СК РІ та ротора становитиме )()()( ttt rirrir  . (1) Зв’язок між кутами повороту і кутовими швидкостями СК РІ та ротора можна описати через похідну: ; )( )( dt td t ri ri   . )( )( dt td t r r   Зв’язок між кутовими швидкостями СК РІ та ротора і відповідними їм механічними кутовими швидкостями описується такими рівняннями: ,)()( );()( 2 4 tZt tZt pri pr   де pZ  — кількість пар полюсів ВМ; )(;)( 42 tt  — механічні кутові швид- кості РІ та ротора відповідно. B r s s(t) r(t) b B0 sr(t) 2/3 A0 C C D C Рис. 2. Трифазні системи координат статора, РІ та ротора двомашинного асинхронного агрегата В.В. Луцьо, А.М. Сільвестров, Л.Ю. Спінул ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2019, № 4 22 У матричній формі систему диференціальних рівнянь електричної рів- новаги кіл РІ та ротора ВМ можна записати у вигляді [2–4]:          ,0 ; 4 44 3 333 dt d IR dt d IRU (2) де ;3            C B A U U U U ; , , , 4,3            cC aB aA I I I I                 cC aB aA , , , 4,3 — вектори напруг, струмів і пото- козчеплень трифазної обмотки РІ (ABC) і короткозамкненої обмотки ротора (abc) відповідно; 3R , 4R — активні опори фаз статора і ротора відповідно за умови їх симетричності. Активні опори та напруга живлення ВМ не залежать від взаємного роз- ташування РІ та ротора, а тому їх можна визначати як і у випадку машини із закріпленим статором [4]. Взаємозв’язок потокозчеплень і струмів РІ та ротора ВМ визначаються матричним рівнянням                     4 3 4443 3433 4 3 I I LL LL , (3) де            CCBCA BCBBA ACABA LLL LLL LLL L33 ;            ccbca bcbba acaba LLL LLL LLL L44 ;            cCcBcA bCbBbA aCaBaA LLL LLL LLL L43 ;            CcCbCa BcBbBa AcAbAa LLL LLL LLL L34 — матриці індуктивностей AL( , …, )cL та взаємоін- дуктивностей AaL( , …, )acL фаз трифазної обмотки РІ та короткозамкненої обмотки ротора. Власні індуктивності фаз РІ та ротора, а також взаємоіндуктивності фаз РІ або ротора одна відносно одної є сталими величинами, які не залежать від кута повороту РІ та ротора, а тому їх розрахунок для ВМ не відрізняється від машини із закріпленим статором [4] і може бути виконаний за довідко- вими даними асинхронної машини [5]. Взаємоіндуктивності фаз трифазної обмотки РІ відносно фаз КЗ обмот- ки ротора будуть такими:         ),3/4(cos );3/2(cos );(cos rirhCaBcAb rirhCaBcAb rirhCcBbAa LLLL LLLL LLLL Моделювання режимів роботи двомашинного асинхронного агрегата у трифазній … Системні дослідження та інформаційні технології, 2019, № 4 23 де hL —індуктивність однієї фази РІ відносно основного магнітного потоку за відсутності струмів у інших фазах; rir — кут між СК статора і ротора, розрахований за формулою (1). За умови відомих параметрів матриць індуктивностей в кожен момент часу із системи матричних рівнянь (3) можна визначити вектори струмів для ВМ:                      4 3 1 4443 3433 4 3 LL LL I I . (4) Таким чином, із системи (4) з урахуванням системи (2) для кожного моменту часу можна визначити значення струмів ( 3I , 4I ) і потокозчеплень ( 3 , 4 ) ВМ. Оскільки для розрахунку електромагнітного моменту необ- хідно мати будь-яку пару з чотирьох, то маємо 6 варіантів рівняння [2–4]. Для прикладу наведемо рівняння розрахунку моменту через струм і потоко- зчеплення ротора: 443 3  DI Z M Tp , (5) де               011 101 110 D . Рівняння руху РІ та ротора з урахуванням рівняння (5) набувають ви- гляду: , ; 2 23 4 43 dt d JMM dt d JMM ric rc     (6) де riJ , rJ — моменти інерції РІ та ротора відповідно; 2cM , 4cM — статичні моменти навантаження, прикладені до статора і ротора відповідно. У моделі в середовищі MatLab Simulink (рис. 3) навантаження РІ відсутнє ( 02 cM ). Функція 1cnF формує матриці індуктивностей, а також розв’язує систему рівнянь (3) для вектора струмів за формулою (4). Функція 2cnF виконує розрахунок електромагнітного моменту ВМ за рівнянням (5). Для моделювання вибрано АД 4A100L2У3 [5] з кількістю пар полюсів 1pZ ( 0n =3000 об/хв). Перехідні процеси (рис. 4) в моделі отримано для наближеного співвідношення rri JJ 8 , розрахованого за конструктивними параметрами двигуна [5]. Виходячи з рівнянь (6), у режимі холостого ходу чим менший момент інерції матиме РІ, тим більшу кутову швидкість він розвине. Чим більшу швидкість набере РІ, тим більшою буде різниця між кутовою швидкістю ротора ВМ і кутовою швидкістю аналогічної машини із закріпленим статором. Для порівняння на рис. 4 зображено перехідні проце- си кутової швидкості та електромагнітного моменту АД тієї ж моделі, але із закріпленим статором (криві а і г ). В.В. Луцьо, А.М. Сільвестров, Л.Ю. Спінул ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2019, № 4 24 Р ис . 3 . С тр ук ту рн а сх ем а м од ел і В М д ля р об от и ок ре м о ві д П М Моделювання режимів роботи двомашинного асинхронного агрегата у трифазній … Системні дослідження та інформаційні технології, 2019, № 4 25 У момент c2,0t у моделі на вал ротора АД з вільним статором пода- ється статичне навантаження нc МM r  , номінальне для обраної моделі асинхронної машини (рис. 4). Оскільки відсутній крутний момент, який за- безпечував би компенсацію впливу електромагнітного моменту двигуна на РІ та який у випадку АД із закріпленим статором виконує реакція опори, до якої кріпиться станина двигуна, то кутова швидкість РІ зростатиме в напрям- ку, протилежному до обертання ротора. Розгін РІ призводить до зниження частоти обертання обертового магнітного поля РІ відносно ротора, а отже, до гальмування ротора. Загалом подачу статичного навантаження на ротор АД з вільним статором можна вважати аварійним випадком. Розглянувши моделювання ВМ окремо від ПМ, можемо зобразити мо- дель двомашинного асинхронного агрегата з РІ (рис. 5) як сполучення моде- лей АД із закріпленим ротором (ПМ) і модель АД з вільним ротором (ВМ). Рис. 4. Перехідні характеристики: а — кутова швидкість ротора АД із закріпленим статором; б — кутова швидкість ротора ВМ; в — кутова швидкість РІ; г — елект- ромагнітний момент АД із закріпленим статором; д — електромагнітний момент ВМ в а б 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 -500 -1000 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 n, об/хв 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 г д 100 80 60 40 20 0 -20 М, Нм t, c В.В. Луцьо, А.М. Сільвестров, Л.Ю. Спінул ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2019, № 4 26 У номінальному режимі живлення подається одночасно на ПМ і на ВМ. Ру- хомий індуктор обертається у тому самому напрямку, що і ротор під дією електромагнітного моменту ПМ, пришвидшуючи тим самим швидкість обер- тового магнітного поля ВМ. Для побудови моделі робимо припущення про те, що вплив магнітного поля ПМ на магнітне поле ВМ наскільки малий, що ним можна знехтувати. Компенсацію впливу електромагнітного моменту ВМ на РІ забезпечує ПМ, а тому електромагнітний момент ВМ є моментом навантаження для ПМ. Отже, рівняння руху РІ та ротора мають вигляд: . ; 2 231 4 43 dt d JMMM dt d JMM ric rc     (7) Швидкості 2 і 4 у рівняннях (7) мають однаковий напрямок, а тому пришвидшують зміну кута між осями трифазних СК ротора та РІ, розрахо- ваного за формулою (1). Таким чином, у моделі реалізується прямий зв’язок ПМ і ВМ за швидкістю і зворотний зв'язок за електромагнітним моментом. У моделі двомашинного АД (рис. 5) та ПМ і ВМ показано АД 4A100L2У3. Статичний момент навантаження ПМ відсутній ( 02 cM ), а на вал ротора подається номінальне механічне навантаження у момент часу c8,0t . За рахунок різниці моментів інерції РІ та ротора ПМ розганяється знач- но повільніше ніж ВМ (рис. 6). У режимі холостого ходу кутова швидкість ротора близька до 6000 об/хв. Під впливом номінального навантаження ку- това швидкість РІ знижується на величину номінального ковзання ПМ: pZ s    )1( нПМм н2 , (8) де мм 2 f — кутова частота мережі живлення; нПМs — номінальне ков- зання ПМ. Кутова швидкість обертового магнітного поля ВМ становить: U1 Ms2 U1 M1 Gamma_ri Secoondary machine Primery machine 2 Gamma_ri M1 UC1 UB1 UA1 Mc4 30/pi n2.4 M1.3 4 M3 Рис. 5. Структурна схема моделі двомашинного АД Моделювання режимів роботи двомашинного асинхронного агрегата у трифазній … Системні дослідження та інформаційні технології, 2019, № 4 27 pZ    м н2н3 , (9) де pZ  — кількість пар полюсів ВМ. Номінальна кутова швидкість ротора тоді може бути знайдена за формулою )1( нВМн3н4 s , (10) де нВМs — номінальне ковзання ВМ. Перетворивши формулу (10) з урахуванням формул (8) та (9), дістаємо:               pp Z s Z SSSS нВМнВМнПМнВМнПМ мн4 11 . (11) Оскільки однією з найважливіших і корисних характеристик двома- шинного АД з РІ є досягнення швидких обертів на вихідному валу ротора, то ПМ і ВМ повинні мати одну пару полюсів )1(  ppp ZZZ , як це і є у розглянутій моделі. Тоді формула (11) набуває вигляду )22( нВМнПМнВМнПМмн4 SSSS  . Виходячи із графіків перехідних процесів (рис. 6), можна стверджу- вати, що одночасний пуск ПМ і ВМ призводить до перевантаження ПМ Рис. 6. Перехідні характеристики кутової швидкості та електромагнітного моменту ВМ (а, в) і ПМ (б, г) t, с 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 -1000 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 n, об/хв 120 100 80 60 40 20 0 -20 в а б г М, Нм В.В. Луцьо, А.М. Сільвестров, Л.Ю. Спінул ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2019, № 4 28 одночасно двома пусковими моментами. Почергове вмикання спочатку ВМ, а потім ПМ можливе тільки у випадку відсутності статичного наван- таження на валу, до того ж характеризуватиметься реверсом РІ, тому не є доцільним. На графіках перехідних процесів (рис. 7) у початковий момент часу по- дається живлення тільки на ПМ. Вал РІ розганяється і в момент часу c8,0t відбувається пуск ВМ під номінальним навантаженням і вал ротора розганяється до своєї номінальної швидкості. Перехідний процес кутової швидкості ротора за таких умов відбувається значно швидше, аніж у разі ввімкнення двох машин одночасно, оскільки тривалість пуску задається фактично тільки інерційністю ВМ, яка значно менша за інерційність ПМ. Пуск ПМ відбувається в нормальних умовах. Побудована для описаного режиму механічна характеристика ВМ (рис. 8) мало відрізняється за формою від механічних характеристик АД. Перед точкою номінального режиму (B) відбувається незначний стрибок, зумовлений різною тривалістю перехідних процесів ПМ і ВМ. У режимі холостого ходу (точка А) зі зняттям навантаження вал ротора досягає швид- кості близько 6000 об/хв. Рис. 7. Перехідні характеристики кутової швидкості та електромагнітного моменту ВМ (а, в) та ПМ (б, г) за почергового пуску в а б 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 -1000 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2 n, об/хв 120 100 80 60 40 20 0 -20 г t, с M, Н·м Моделювання режимів роботи двомашинного асинхронного агрегата у трифазній … Системні дослідження та інформаційні технології, 2019, № 4 29 ВИСНОВКИ Розроблена модель двомашинного асинхронного агрегата з РІ у трифазній системі координат відображає роботу ПМ і ВМ і дозволяє спостерігати за перебігом у них необхідних фізичних процесів. На основі моделі з’ясовано оптимальний режим почергового пуску ПМ і ВМ, установлено залежність (11) кутової швидкості ротора від ковзання ПМ і ВМ, побудовано графіки перехідних процесів кутової швидкості та електромагнітного моменту ПМ і ВМ, а також механічну характеристику ВМ. Отримана модель може бути використана для уточнення параметрів даного класу електричних машин під час їх проектування та проектування електроприводів на їх основі. ЛІТЕРАТУРА 1. Патент України на корисну модель UA 109114 U. Асинхронний двигун / А.М. Сільвестров, В.Ф. Шинкаренко, О.Ф. Мінець. — № u109114; заявл. 24.02.2016; опубл. 10.08.2016. — Бюл. № 15/2016. 2. Моделювання електромеханічних систем: підручник / О.П. Чорний, А.В. Луговий, Д.Й. Родькін. — Кременчук, 2001. — 376 с. 3. Терехин В.Б. Моделирование систем электропривода в Simulimk (Matlab 7.0.1) / В.Б. Терехин. — Томск: Изд-во Томск. политехн. ун-та, 2010. — 292 с. 4. Моделювання електромеханічних систем. Математичне моделювання систем асинхронного електроприводу: навч. посіб. / О. І. Толочко. — К.: НТУУ «КПІ», 2016. — 150 с. 5. Асинхронные двигатели серии 4А: справ. /А 90 / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонини, Е.А. Соболевская. — М.: Энергоиздат, 1982. — 504 с. 6. Луцьо В.В. Математична модель двомашинного асинхронного двигуна із рухо- мим індуктором / В.В. Луцьо, А.М. Сільвестров // Системні дослідження та інформаційні технології. — 2019. — № 1. — С. 66–74. Надійшла 01.11.2019 Рис. 8. Механічна характеристика ВМ )( 34 Mn n, об/хв M3, H·м B A
id	journaliasakpiua-article-188194
institution	System research and information technologies
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2025-07-17T10:26:34Z
publishDate	2019
publisher	The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"
record_format	ojs
resource_txt_mv	journaliasakpiua/0a/0f4044a94214d2d1dc038e3403b96f0a.pdf
spelling	journaliasakpiua-article-1881942020-03-02T17:05:10Z Modeling of operating modes of two-machine induction motor in three-phase coordinate system Моделирование режимов работы двухмашинного асинхронного агрегата в трехфазной системе координат Моделювання режимів роботи двомашинного асинхронного агрегата у трифазній системі координат Lutso, Valeriy V. Silvestrov, Anton M. Spinul, Lyudmila Yu. induction motor two-machine motor mathematic model rotating inductor three-phase coordinate system MATLAB асинхронний двигун двомашинний агрегат математична модель рухомий індуктор трифазна система координат MATLAB асинхронный двигатель двухмашинный агрегат математическая модель вращающийся индуктор трехфазная система координат MATLAB The development of experimental prototypes of new types of electric machines as well as searching for them the most effective application areas demands the profound theoretical research. An availability of an adequate mathematical model allows to predict possible errors in operating of upcoming prototypes during the design stage. The mathematical model of two-machine induction motor with the rotary inductor [1] in three-phase coordinate system is given in the article. Models of primary and secondary machines are divided into two structural units. An influence of a rotary inductor on the movement of a rotor is described in the model of the secondary machine, as well as the connection with the primary machine is provided through parameters of torque and rotating speed. Transient response plots are obtained for a two-machine induction motor operating under no load and under nominal load, as well as for the case when only the secondary machine is operating. Based on the plots, the different variants of starting of various motor parts are analyzed. The structure diagram of the model built in MatLab programming environment clearly shows the connection between the primary and secondary machines. Разработка экспериментальных образцов новых видов электрических машин, а также поиск наиболее перспективных направлений их использования требуют основательных теоретических исследований. Наличие адекватной математической модели позволяет предвидеть возможные ошибки в работе будущих образцов и избежать их на этапе проектировки. Предложена математическая модель двухмашинного асинхронного агрегата [1] с вращающимся индуктором в трехфазной системе координат. Модели первичной и вторичной асинхронных машин разделены на две отдельные структурные единицы. В модели вторичной машины отображено влияние вращающегося индуктора на движение ротора и обеспечена связь с первичной машиной по скорости и электромагнитному моменту. Получены графики переходных процессов для работы двухмашинного асинхронного двигателя в режимах холостого хода и под нагрузкой, а также при роботе отдельно вторичной машины. На основе графиков проанализированы варианты пуска узлов двухмашинного мотора. Построенная в среде MatLab структурная схема модели наглядно отображает связь первичной и вторичной машин. Розроблення експериментальних зразків нових видів електричних машин, а також пошук найбільш перспективних напрямів їх використання потребують ґрунтовних теоретичних досліджень. Наявність адекватної математичної моделі дозволяє передбачити можливі недоліки в роботі майбутніх зразків та уникнути їх на етапі проектування. Запропоновано математичну модель двомашинного асинхронного агрегата [1] з рухомим індуктором у трифазній системі координат. Моделі первинної і вторинної асинхронних машин розділено на дві окремі структурні одиниці. У моделі вторинної машини відображено вплив рухомого індуктора на рух ротора і забезпечено зв’язок з первинною машиною за швидкістю та електромагнітним моментом. Отримано графіки перехідних процесів для роботи двомашинного асинхронного двигуна у режимах холостого ходу і під навантаженням, а також під час роботи окремо вторинної машини. На основі графіків проаналізовано варіанти пуску вузлів двигуна. Побудована у середовищі MatLab структурна схема моделі наочно відображає зв’язок первинної і вторинної машин. The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 2019-12-23 Article Article application/pdf https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/188194 10.20535/SRIT.2308-8893.2019.4.02 System research and information technologies; No. 4 (2019); 19-29 Системные исследования и информационные технологии; № 4 (2019); 19-29 Системні дослідження та інформаційні технології; № 4 (2019); 19-29 2308-8893 1681-6048 uk https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/188194/189950 Copyright (c) 2021 System research and information technologies
spellingShingle	асинхронний двигун двомашинний агрегат математична модель рухомий індуктор трифазна система координат MATLAB Lutso, Valeriy V. Silvestrov, Anton M. Spinul, Lyudmila Yu. Моделювання режимів роботи двомашинного асинхронного агрегата у трифазній системі координат
title	Моделювання режимів роботи двомашинного асинхронного агрегата у трифазній системі координат
title_alt	Modeling of operating modes of two-machine induction motor in three-phase coordinate system Моделирование режимов работы двухмашинного асинхронного агрегата в трехфазной системе координат
title_full	Моделювання режимів роботи двомашинного асинхронного агрегата у трифазній системі координат
title_fullStr	Моделювання режимів роботи двомашинного асинхронного агрегата у трифазній системі координат
title_full_unstemmed	Моделювання режимів роботи двомашинного асинхронного агрегата у трифазній системі координат
title_short	Моделювання режимів роботи двомашинного асинхронного агрегата у трифазній системі координат
title_sort	моделювання режимів роботи двомашинного асинхронного агрегата у трифазній системі координат
topic	асинхронний двигун двомашинний агрегат математична модель рухомий індуктор трифазна система координат MATLAB
topic_facet	induction motor two-machine motor mathematic model rotating inductor three-phase coordinate system MATLAB асинхронний двигун двомашинний агрегат математична модель рухомий індуктор трифазна система координат MATLAB асинхронный двигатель двухмашинный агрегат математическая модель вращающийся индуктор трехфазная система координат MATLAB
url	https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/188194
work_keys_str_mv	AT lutsovaleriyv modelingofoperatingmodesoftwomachineinductionmotorinthreephasecoordinatesystem AT silvestrovantonm modelingofoperatingmodesoftwomachineinductionmotorinthreephasecoordinatesystem AT spinullyudmilayu modelingofoperatingmodesoftwomachineinductionmotorinthreephasecoordinatesystem AT lutsovaleriyv modelirovanierežimovrabotydvuhmašinnogoasinhronnogoagregatavtrehfaznojsistemekoordinat AT silvestrovantonm modelirovanierežimovrabotydvuhmašinnogoasinhronnogoagregatavtrehfaznojsistemekoordinat AT spinullyudmilayu modelirovanierežimovrabotydvuhmašinnogoasinhronnogoagregatavtrehfaznojsistemekoordinat AT lutsovaleriyv modelûvannârežimívrobotidvomašinnogoasinhronnogoagregatautrifazníjsistemíkoordinat AT silvestrovantonm modelûvannârežimívrobotidvomašinnogoasinhronnogoagregatautrifazníjsistemíkoordinat AT spinullyudmilayu modelûvannârežimívrobotidvomašinnogoasinhronnogoagregatautrifazníjsistemíkoordinat

Моделювання режимів роботи двомашинного асинхронного агрегата у трифазній системі координат

Institution

Ähnliche Einträge