Широко востребованные мощные промышленные трехфазные электродвигатели, это огромные, габаритные и тяжелые устройства. Качественное моделирование переходных процессов таких устройств является важнейшим условием успешного проектирования производственных мощностей. Все это дает возможность максимально эффективно использовать данные устройства, а также избежать аварийные ситуации при эксплуатации. С подобными задачами создания цифровых моделей электродвигателей вполне успешно справляется ПО REPEAT — модельно-ориентированная среда проектирования и математического моделирования. В данной статье рассмотрен подход к моделированию и его результаты на примере модели запуска двигателя ДАЗО2-16-44-6/8У1, приведены расчёты временных характеристики пуска и описаны циклограммы параметров этого типа двигателя.

Вводная информация для создания модели

Входы и выходы элементарного блока моделирования нумеруются справа-налево (или сверху-вниз). Соответствие входов и выходов физическим величинам и единицы их измерения приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Информация о блоке асинхронного двигателя

№ входа/выхода		Физическая величина	Единицы измерения
Вход	1	Напряжение питания	О.е.
	2	Момент сопротивления	О.е.
Выход	1	Частота	О.е.
	2	Момент на валу	О.е.
	3	Ток обмотки ротора	О.е.

Стоит отметить, что сигнал входного напряжения переводится в относительные единицы автоматически, как .

Изображение блока АД приведено на Рисунке 1.

Рисунок 1. Блок АД

Для моделирования был выбран типовой асинхронный электродвигатель (ЭД) ДАЗО2-16-44-6/8У1 (6 полюсов) [1, с. 179]. Его параметры приведены в Таблице 2. Расчёт необходимых для моделирования величин приведён через соответствующие формулы.

Таблица 2. Параметры ЭД ДАЗО2-16-44-6/8У1 (6 полюсов)

Тип
	кВт	кВ		-
ДАЗО2-16-44-6У1	400	6	991	0.84
	Пусковые характеристики
%
				Ротора	Допуст. механизма
90.5	0.7	2.5	5.8	112.5	800

Расчеты и создание модели

Частота вращения магнитного поля статора:

Номинальное скольжение:

Жёсткость механической характеристики ЭД:

Механическая постоянная времени:

Схема исследования модели АД, собранная в ПО REPEAT, приведена на Рисунке 2.

 

Рисунок 2. Схема исследования работы АД

В рамках данной работы был осуществлён запуск модели АД. Для моделирования момента сопротивления механизма, соединённого с валом АД был применён блок ПИД-регулятора, описываемого следующим выражением:

Где . Т.е. ПИД-регулятор работает в качестве интегратора постоянного сигнала , подаваемого на его вход. Таким образом, функция момента сопротивления механизма от времени имеет вид:

Зависимости приведены на Рисунке 3, 4 и 5 соответственно.

Рисунок 3. Зависимость при запуске АД

Рисунок 4. Зависимость при запуске АД

Рисунок 5. Зависимость при запуске АД

Результаты моделирования асинхронного двигателя ДАЗО2-16-44-6/8У1

Все выходные величины достигли номинальных значений. Время запуска составило . Анализируя полученные характеристики, можно сделать вывод об успешности пуска двигателя модели АД в схеме, собранной в ПО REPEAT. Этот результат позволяет с уверенностью использовать ПО REPEAT для качественного моделирования переходных процессов в промышленных трехфазных асинхронных двигателях и рекомендовать данное ПО для промышленного применения.

Список литературы

1. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. Пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.: ил.