Моделювання динамічних режимів асинхронного електроприводу при періодичному навантаженні

Abstract

Розроблено математичні моделі і алгоритми, з використанням яких складені програми розрахунку перехідних процесів і усталених режимів асинхронних електроприводів, які працюють в режимі періодичної зміни навантаження. В їх основу покладено математичну модель асинхронного двигуна, розроблену на основі теорії кіл і зображувальних векторів електричних координат, в якій враховується насичення магнітопроводу і витіснення струму в стержнях короткозамкненого ротора. Внаслідок змінного навантаження на валу двигуна електромагнітні процеси як в перехідних, так і усталених режимах в будь-якій системі координат описуються системою нелінійних диференціальних рівнянь. В роботі використано систему ортогональних координатних осей x, y, яка обертається з довільною швидкістю. Для обчислення електромагнітних параметрів двигуна використовуються характеристики намагнічування основним магнітним потоком, а також потоками розсіювання статора і ротора. Для урахування витіснення струму в стержнях ротора короткозамкнена обмотка подається у вигляді багатошарової структури, утвореної розбиттям стержнів по висоті на кілька елементів. Усталений періодичний режим розраховується методом розв’язування крайової задачі, розробленим на основі апроксимації координат кубічними сплайнами, що дає змогу отримати їх періодичні залежності в позачасовій області і розраховувати статичні характеристики як залежності від параметрів циклу періодично-змінного навантаження або інших координат.

Due to the variable load on the motor shaft, electromagnetic processes in both transient and steady state modes of the electric drive in any coordinate system are described by a system of nonlinear differential equations. The result of the calculation of the transients is obtained as a result of their integration time dependencies of coordinates (currents, electromagnetic torque, etc.) at a given law of change of the moment of loading. The proposed method of calculating steady-state mode is based on algebraization of differential equations on the mesh of nodes of the process cyclicity period and allows to obtain periodic dependencies in the time domain.