Для тестирования электропривод при различных условиях загрузки, необходимо обеспечить переменную и двунаправленную загрузку в вале двигателя. Кроме того, идеальная загрузка должна также позволить возвращать поглощенную энергию в двигатель назад к энергосистеме как электроэнергия. Такая загрузка может быть реализована с помощью электропривода с четырьмя квадрантами, такого как модели DC2 или DC4. Любой из этих двух электроприводов может быть удобно связан с моделью электропривода, протестированной при помощи механической модели вала.
Поэтому это тематическое исследование будет состоять из связи модели электропривода AC4 к электроприводу DC2. Электропривод AC4 является DTC трехфазный основанный на асинхронном двигателе диск. Электропривод DC2 является однофазным диском двигателя постоянного тока двойного конвертера. В такой системе один диск является скоростью, отрегулированной, в то время как другой отрегулированный крутящий момент, но каждый диск может действовать или в качестве двигателя или в качестве генератора, как будет замечен позже. Электропривод DC2 оценивается 3 л. с., 240 В, 1 800 об/мин, и электропривод AC4 оценивается 3 л. с., 380 В, 60 Гц, 4 полюса.
Также возможно связать два электропривода с помощью меню Mechanical input, расположенного в более низкой части графический интерфейса пользователя. Следующая фигура указывает, как смоделировать жесткое соединение вала в настройке моторного генератора. Скорость выход диска 1 (механический вход является крутящим моментом загрузки) соединяется с входом скорости диска 2 (механический вход является частотой вращения двигателя), в то время как диск 2 электромагнитных крутящих момента вывели Те, применяется к механическому входу Tm крутящего момента диска 1. Фактор Kw представляет отношение сокращения скорости. Кроме того, потому что инерция J2 и вязкое трение, F2 проигнорированы в машине диска 2, они должны быть добавлены во вкладке машины диска 1.
Полную систему, состоящую из двух электроприводов, механически связанных вместе, показывают в Схеме SPS Двух Взаимосвязанных Дисков. Механическая модель вала содержится в третьем блоке схемы. Если вы откроете этот блок, вы будете видеть, как в Соединениях Механической Модели Вала, что AC4 и сигналы частоты вращения двигателя DC2 соединяются соответственно с входными параметрами Nm и Nl механической модели вала. Выход Tl механической модели вала представляет механический крутящий момент, переданный с двигателя AC4 на генератор DC2. Поэтому этот выход соединяется непосредственно с механическим входом крутящего момента AC4 и является также инвертированным знаком и затем связанным с механическим входом крутящего момента DC2, как видно в Схеме SPS Двух Взаимосвязанных Дисков.
Схема SPS двух взаимосвязанных дисков
Соединения механической модели вала
Для начала модель AC4 действует в качестве скорости отрегулированный двигатель, загруженный моделью DC2, действующей, когда крутящий момент отрегулировал генератор. Эта настройка, содержавшаяся в cs_coupling_1 файл, позволяет тестирование изменений скорости модели AC4 и ответы воздействия крутящего момента загрузки. Обратите внимание на то, что в устойчивом состоянии, знаки электрического крутящего момента AC4 и скорости должны быть тем же самым, подтвердив, что AC4 действует в качестве двигателя. Электрический крутящий момент DC2 и скорость должны иметь противоположные знаки, подтверждая, что DC2 действует в качестве генератора. Это соответствует знаку ссылочного крутящего момента, применился к электроприводу DC2, который является напротив знака скорости.
Изменение скорости и Ответы Крутящего момента Воздействия Загрузки Электропривода AC4 показывают результаты запуска электропривода AC4 почти в предельной нагрузке, сопровождаемой приложением крутящих моментов воздействия загрузки. Вы видите, что частота вращения двигателя AC4 точно наложена на ссылочный пандус +400 об/мин/с, поскольку электрический предел максимума крутящего момента AC4 достаточно высок. Частота вращения двигателя AC4 достигает потребованного значения 400 об/мин в t = 1,0 с. В тот момент электрический крутящий момент AC4 раскрывается к 10 N.m. Затем в t = 1,4 с, к ссылочному крутящему моменту 0 N.m применяются DC2; электрический крутящий момент AC4 сразу раскрывается, чтобы обнулить для того, чтобы обеспечить отрегулированную скорость. В t = 1,9 с, ссылочный крутящий момент +10 N.m применяется к диску DC2, обеспечивая AC4, чтобы действовать в качестве генератора и DC2 как двигатель (посмотрите на скорость и закрутите знаки двух дисков). Наконец, к отрицательному ссылочному изменению скорости-400 об/мин/с применяются AC4 в t = 2,3 с. Обратите внимание на то, что, снова, AC4 точно следует за потребованным пандусом. Новое устойчивое состояние достигнуто в t = 2,8 с, и электрический крутящий момент AC4 стабилизировался в-10 N.m. Изменение скорости и Ответы Крутящего момента Воздействия Загрузки Электропривода AC4 также показывают механический крутящий момент, переданный валом, который похож на электрический крутящий момент AC4, но содержит меньше пульсации.
Изменение скорости и ответы крутящего момента воздействия загрузки электропривода AC4
На этот раз AC4 действует в качестве крутящего момента отрегулированный двигатель, загруженный диском DC2, который является отрегулированной скоростью. Полную систему показывают в Схеме SPS Двух Взаимосвязанных Дисков и содержатся в cs_coupling_2 файл. Соединение механической модели вала с двумя дисками остается неизменным относительно Соединений Механической Модели Вала. Все усиления регулятора обоих дисков эквивалентны в предыдущем случае. Настройка тестируется в тех же условиях как прежде.
Схема SPS двух взаимосвязанных дисков
Изменение скорости и Ответы Крутящего момента Воздействия Загрузки Электропривода DC2 показывают результаты запуска электропривода DC2 почти в предельной нагрузке, сопровождаемой приложением крутящих моментов воздействия загрузки. Обратите внимание на то, что частота вращения двигателя DC2 следует за ссылочным пандусом 400 об/мин/с с некоторым перерегулированием и отклонением от номинала. Частота вращения двигателя DC2 достигает потребованного значения 400 об/мин в t = 1,0 с и стабилизировалась полностью в t = 1,2 с. Затем в t = 1,4 с, к ссылочному крутящему моменту 0 N.m применяются AC4; наблюдайте, как быстро крутящий момент AC4 отвечает. В t = 1,9 с, ссылочный крутящий момент +10 N.m применяется к диску AC4, обеспечивая DC2, чтобы действовать в качестве генератора и AC4 как двигатель (посмотрите на скорость и закрутите знаки двух дисков). Заметьте, что скорость DC2 промахивается каждый раз по изменениям крутящего момента загрузки. Наконец, к отрицательному ссылочному изменению скорости-400 об/мин/с применяются DC2 в t = 2,3 с. Скорость DC2 следует хорошо, но представляет маленькое перерегулирование и маленькое отклонение от номинала. Новое устойчивое состояние достигнуто в t = 2,8 с, и электрический крутящий момент DC2 стабилизировался в-10 N.m. Изменение скорости и Ответы Крутящего момента Воздействия Загрузки Электропривода DC2 также показывают механический крутящий момент, переданный валом, который очень похож на отрицание электрического крутящего момента DC2, но с большим количеством пульсации.
Вы видите от результатов, показанных в Ответах Крутящего момента Воздействия Изменения и Загрузки Скорости Ответов Крутящего момента Воздействия Изменения и Загрузки Электропривода и Скорости AC4 Электропривода DC2, что ответы изменения скорости более точны и воздействие крутящего момента загрузки, более эффективно отклоненное с диском AC4, чем с диском DC2. Это происходит чрезвычайно из-за быстрой динамики электрического крутящего момента AC4. Вспомните, что диск AC4 состоит из прямого контроллера крутящего момента на основе гистерезисных компараторов и высокочастотного переключения, в то время как диск DC2 полагается полностью на естественно коммутируемые тиристорные конвертеры. Однако величина пульсации крутящего момента диска AC4 выше, чем для диска DC2.
Изменение скорости и ответы крутящего момента воздействия загрузки электропривода DC2
