Моделирование динамического торможения асинхронного двигателя с помощью Engee

В данном примере рассмотрен способ торможения который реализован путём переключения цепи питания от источника трехфазного напряжения на нагрузку через выпрямитель. В данном случае двигатель будет работать в генераторном режиме и нагрузка в общем случае может быть различной, например в таком режиме могут заряжаться аккумуляторы (рекуперативное торможение). В качестве механической нагрузки на электродвигатель используется инерция + трение.

Рисунок 1 — Облик схемы динамического торможения двигателя

Моделирование динамических моделей будет проводиться следующим образом:

1. 0-0,1 с — начало моделирования, напряжение на двигатель не подаётся

2. 0,1-0,5 с — на двигатель подаётся трехфазное напряжение 380в 50 Гц

3. 0,5-1 с — двигатель переключается в генераторный режим

В генераторном режиме двигатель подключен к резистивной нагрузке через выпрямитель и энергия вращения преобразуется в тепловую энергию выделяемую на нагрузке.

С короткозамкнутым ротором

Динамическая модель для исследования процесса торможения состоят из асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, источник переменного трехфазного напряжения, устройства для утилизации энергии двигателя (выпрямитель + резистивная нагрузка)

Рисунок 2 — Динамическая модель исследования процесса динамического торможения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

plot(V1_a.time, [V1_a.value V1_b.value V1_c.value])
title!("Напряжения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором")
xlabel!("t, [c]")
ylabel!("В")

plot(I1_a.time, [I1_a.value I1_b.value I1_c.value])title!("Токи асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором")xlabel!("t, [c]")ylabel!("A")

plot(w_1.time, w_1.value)title!("Угловая скорость асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором")xlabel!("t, [c]")ylabel!("у.е.")

plot(Ist_1.time, Ist_1.value)title!("Ток статора")xlabel!("t, [c]")ylabel!("А")

plot(P_1.time, P_1.value)title!("Механическая мощность")xlabel!("t, [c]")ylabel!("кВт")

По данным графикам можно сделать вывод что у двигателя присутствует два переходных процесса:

• первый переходный процесс происходит в момент включения электродвигателя в трехфазную сеть и переходный процесс длится порядка 0,15 с.

• второй переходный процесс происходит в момент переключения с трехфазного источника питания на нагрузку для торможения двигателя, переходный процесс длится порядка 0,02 с.

С фазным ротором

Короткозамкнутый ротор (часто называют «беличья клетка»). Это наборный цилиндр (сердечник) из пластин электротехнической стали, в пазах которого расположены токопроводящие стержни (из алюминия или меди), замкнутые с торцов короткозамыкающими кольцами. Обмоток как таковых в таком роторе нет.

plot(V2_a.time, [V2_a.value V2_b.value V2_c.value])title!("Напряжение питания двигателя (3 фазы)")xlabel!("t, [c]")ylabel!("В")

plot(I2_a.time, [I2_a.value I2_b.value I2_c.value])title!("Напряжение питания двигателя (3 фазы)")xlabel!("t, [c]")ylabel!("В")

plot(w_2.time, w_2.value)title!("Угловая скорость асинхронного двигателя с фазным ротором")xlabel!("t, [c]")ylabel!("у.е.")

plot(Ist_2.time, Ist_2.value)title!("Ток статора")xlabel!("t, [c]")ylabel!("А")

plot(P_2.time, P_2.value)title!("Механическая мощность")xlabel!("t, [c]")ylabel!("кВт")

По результатам моделирования электродвигателя с фазным ротором можно сделать вывод что у двигателя присутствует два переходных процесса:

• первый переходный процесс происходит в момент включения электродвигателя в трехфазную сеть и переходный процесс длится порядка 0,22 с.

• второй переходный процесс происходит в момент переключения с трехфазного источника питания на нагрузку для торможения двигателя, переходный процесс длится порядка 0,03 с.