Динамическая модель трехфазного асинхронного двигателя с использованием Matlab/Simulink

Аннотация

Актуальность: Актуальность работы заключается в том, что динамические модели используются для лучшего понимания состояния асинхронного двигателя в переходных и установившихся режимах работы. Теория перемещения по оси dq используется в системе координат ротора для изучения динамики двигателя. Основным преимуществом программы MATLAB/Simulink является то, что моделируемые электромеханические процессы можно просто и быстро реализовать с помощью функциональных блоков программы.  Управление тремя синусоидальными токами – сложная задача, но управлять тремя токами не обязательно. Эту задачу можно упростить, используя преобразования Кларка (E.Clark) и Парка (R.H.Park) для токов статора. Сначала трехфазную систему преобразуют в двухфазную с помощью преобразования Кларка, а затем осуществляют преобразование в систему координат ротора с помощью преобразования Парка.

Цель: Заключается в разработке и исследовании обобщенной модели для изучения и оценки динамического состояния трехфазного асинхронного двигателя с использованием программного обеспечения Matlab / Simulink.

Методы: При разработке модели учитывались и дифференцировались напряжения, токи и магнитные потоки между неподвижным статором и подвижным ротором.

Результаты: С учетом указанных выше напряжений, токов и магнитных потоков было проведено преобразование Парка - Кларка, получены и исследованы динамические характеристики асинхронного двигателя. С помощью программы выполнено динамическое моделирование 4-полюсного асинхронного двигателя мощностью 0,75 кВт, с коэффициентом мощности cosφ=0,76, КПД η=73%, номинальным током I₁=2,05 А. Разработанная модель используется для исследования влияния переменного сопротивления статора, момента инерции и момента нагрузки. Полученные результаты показывают, что механические характеристики асинхронного двигателя и частота вращения ротора зависят от сопротивления ротора и момента инерции.