Engee 文档
Notebook

具有闭合转子的异步电动机的参数化

在本例中,使用具有闭环转子的异步电机的护照数据,我们从块库的"电力"部分计算并模拟异步电机。

导言

前面给出了具有闭环转子(KZR)的异步电动机(AD)参数化的示例,用于构造矢量диаграммы。这是一个稍微改进的代码与另一个引擎的护照数据。 随后在Engee中建模是使用块[具有短路的异步机器](https://engee.com/helpcenter/stable/ru/fmod-electricity-asynchronous/induction-machine-squirrel-cage.html )来自[物理建模]块库的电力部分(https://engee.com/helpcenter/stable/ru/getting-started-physmod.html )。

初始数据

对于计算和建模的示例,让我们以旋转速度为1455rpm的AIR132S4发动机为例。 他的护照细节很容易在互联网上找到。 让我们将它们写入下面代码单元格的相应变量中。:

In [ ]:
Pₙ = 7.5e3; Uₙ = 380; f₁ = 50;           # Номинальная мощность [Вт], линейное напряжение [В], частота [В]
nₙ = 1455; p = 2; η = 0.87;              # Номинальная частота вращения [об/мин], число пар полюсов, КПД
cosϕ = 0.83; Iₙ = 15.8;       # Номинальный коэффициент мощности, номинальный ток [А], ток холостого хода [А]
ki = 7; mₚ = 2.3; mₘ = 2.3; J = 0.02;   # Коэффициенты максимального тока, пускового и максимального момента, момент инерции двигателя [кг·м²]

我们将进行中间计算:

In [ ]:
# Расчёт параметров схемы замещения
U₁ = Uₙ/sqrt(3);                           # Номинальное фазное напряжение статора [В]
n₀ = 60*f₁/p;                             # Синхронная частота вращения [об/мин]
sₙ = (n₀-nₙ)/n₀; sₖ = sₙ*(mₘ+sqrt(mₘ^2-1)); # Номинальное и критическое скольжение
ω₀ = 2π*f₁/p; ωₙ = π*nₙ/30;                # Синхронная и номинальная углова скорость ротора [рад/с]
Mₙ = Pₙ/ωₙ; Mₘ = Mₙ*mₘ; Mₚ = Mₙ*mₚ;           # Номинальный, максимальный и пусковой момент [Н·м]
pₘ = 0.05*Pₙ;                              # Механические потери (5% от Pₙ) [Вт]

R₂ = 1/3*(Pₙ+pₘ)/(Iₙ^2*(1-sₙ)/sₙ);              # Приведённое активное сопротивление роторной обмотки [Ом]

C = 1.02;                   # Конструктивный коэффициент (предварительный)
    
R₁ = U₁*cosϕ*(1-η)/Iₙ - C^2*R₂ - pₘ/(3*Iₙ^2);  # Активное сопротивление статорной обмотки [Ом]

L₁σ = L₂σ = U₁/(4π*f₁*(1+C^2)*ki*Iₙ);          # Индуктивности рассеивания статора и приведённое ротора [Гн]
L₁ = L₂ = U₁/(2π*f₁*Iₙ*sqrt(1-cosϕ^2)-2/3*(2π*f₁*Mₘ*sₙ)/(p*U₁*sₖ)); # Индуктивности статора и приведённое ротора [Гн]
Lₘ = L₁ - L₁σ;                                 # Индуктивность магнитной цепи [Гн]

让我们执行几次迭代来细化设计系数。:

In [ ]:
for i in 1:5

    C = 1 + L₁σ/Lₘ                             # Конструктивный коэффициент (уточнённый)
    
    R₁ = U₁*cosϕ*(1-η)/Iₙ - C^2*R₂ - pₘ/(3*Iₙ^2);  # Активное сопротивление статорной обмотки [Ом]

    L₁σ = L₂σ = U₁/(4π*f₁*(1+C^2)*ki*Iₙ);          # Индуктивности рассеивания статора и приведённое ротора [Гн]
    L₁ = L₂ = U₁/(2π*f₁*Iₙ*sqrt(1-cosϕ^2)-2/3*(2π*f₁*Mₘ*sₙ)/(p*U₁*sₖ)); # Индуктивности статора и приведённое ротора [Гн]
    Lₘ = L₁ - L₁σ;                                 # Индуктивность магнитной цепи [Гн]

    println("Итерация №$i: Уточнённый конструктивный коэффициент C равен $C")
end

    X₁σ = 2π*f₁*L₁σ;    X₂σ = 2π*f₁*L₂σ        # Реактивные сопротивления рассеивания статора и приведённое ротора [Ом]
    Xₘ = 2π*f₁*Lₘ;
Итерация №1: Уточнённый конструктивный коэффициент C равен 1.0198238619091926
Итерация №2: Уточнённый конструктивный коэффициент C равен 1.0198274225000148
Итерация №3: Уточнённый конструктивный коэффициент C равен 1.0198273505169178
Итерация №4: Уточнённый конструктивный коэффициент C равен 1.0198273519721697
Итерация №5: Уточнённый конструктивный коэффициент C равен 1.0198273519427494

已经计算了在Engee中建模ADCZR的所有必要参数,让我们继续进行建模。

上面定义的网络,负载和引擎参数也写在[反向вызовах](https://engee.com/helpcenter/stable/ru/interactive-scripts/base_simulation/demo_callback.html )示例模型。 这允许您使用"默认"参数运行模型,而无需首先计算它们。

示例模型

示例模型是一个带有KZR控制单元的简单链条-电机直接连接到网络,定子绕组的两端连接到"星形",机械负载由扭矩源和转动惯量表示。

image.png

让我们使用[软件建模控制]运行模型(https://engee.com/helpcenter/stable/ru/modeling/programmatic-modeling.html )和预先准备的功能,以便于使用模型和模拟结果:

In [ ]:
example_path = @__DIR__; # Получаем абсолютный путь к директории, содержащей текущий скрипт
cd(example_path); # Переходим в директорию примера
include("useful_functions.jl"); # Подключаем скрипт Julia со вспомогательными функциями
In [ ]:
simout = get_sim_results("im_parametrization.engee", example_path) #запускаем моделирование
Out[0]:
SimulationResult(
    "Ток статора" => WorkspaceArray{Float64}("im_parametrization/Ток статора")
,
    "Обороты (у.е)" => WorkspaceArray{Float64}("im_parametrization/Обороты (у.е)")

)

我们得到模型中记录的信号的变量:

In [ ]:
t = get_sim_data(simout, "Ток статора", 1, "time");
Is = get_sim_data(simout, "Ток статора", 1, "value");
n = get_sim_data(simout, "Обороты (у.е)", 1, "value");

让我们绘制这些变量:

In [ ]:
gr(aspectratio=:auto, xlims=:auto, ylims=:auto, size = (900,400))
I_graph = plot(t, Is; label = "I(t)", title = "Ток статора", ylabel = "I [A]", xlabel = "t [с]")
n_graph = plot(t, n; label = "n(t)", title = "Частота вращения ротора", ylabel = "n [у.е.]", xlabel = "t [с]")
plot(I_graph, n_graph)
Out[0]:

最后,我们构建了一个机电特性:

In [ ]:
gr(aspectratio=:auto, xlims=:auto, ylims=:auto, size = (900, 400))
plot(Is, n.*nₙ; label = "n(I)", title = "Электромеханическая харк-ка", ylabel = "n [об/мин]", xlabel = "I [А]")
Out[0]:

结论

在这个例子中,我们看了一个基于开源护照数据参数化异步电机模型的例子,进行BP建模和数据收集。 接下来,您可以继续开发发动机控制系统或模拟使用该发动机的技术单元。