Блок реализует модель асинхронного электродвигателя. Предназначен для использования в
трехфазных однолинейных электрических схемах в «контуре переменного тока».
Расчетная схема
Модель асинхронного двигателя основана на Г-образной схеме замещения с вынесенной цепью
намагничивания, приведенной на рисунке 1. В данной схеме параметры ротора зависят от
скольжения, для учета эффекта вытеснения тока по длине паза (или в пусковой и рабочей
обмотках). Модель выполнена по прямой последовательности и обеспечивает расчет действующих
значений напряжений, токов и мощностей.
Рисунок 1. Схема замещения асинхронного двигателя
По каталожным данным предварительно определяют следующие параметры:
- R1, X1 (L1) – активное и реактивное сопротивления (индуктивность) статора;
- X0 (L0) – реактивное сопротивления (индуктивность) намагничивания;
- R20, X20 (L20) – активное и реактивное сопротивления (индуктивность) ротора при
скольжении равным нулю;
- R21, X21 (L21) – активное и реактивное сопротивления (индуктивность) ротора для
заторможенного ротора.
Для определения параметров сделано допущение, что R1 = R20 и X1 = X20. Данное
предположение справедливо для большинства асинхронных двигателей, исключение могут
составлять двигатели малой мощности напряжением 0,4 кВ. Функция, определяющая зависимость
параметров ротора, а значит и моментной характеристики, от скольжения задана следующим
образом:
где
a – коэффициент степени моментной характеристики,
который подбирается экспериментально.
Если характер моментной характеристики не известен, то aможно принять равным 1. Если
известно, что имеется минимум на характеристики или его отсутствие, то а следует
незначительно изменить в большую или меньшую сторону.
Электромагнитный момент асинхронного двигателя в именованных единицах (Дж) определяется с
учетом напряжения и частоты питающей сети f1 по формуле:
В модели
предусмотрена возможность задать момент сопротивления механизма через входной порт или
использовать встроенные зависимости, задав коэффициент загрузки
Kz и тип
характеристики механизма (TypeMc):
если TypeMc = 0:
если TypeMc = 1:
Уравнение движения ротора асинхронного двигателя представлено в виде (в относительных
единицах):
где приведенные моменты отнесены к номинальному моменту:
а
постоянная времени инерции определена через момент инерции:
Порты
Входные сигналы:
- Напряжение на обмотке статора электродвигателя, U1, В;
- Момент сопротивления механизма, Дж (используется, если свойству «Моделировать момент
сопротивления» задано значение «нет», в противном случае используются встроенные функции
момента сопротивления);
Выходные сигналы:
- Частота вращения, р/с;
- Относительная частота вращения, о.е.;
Свойства
- Тип;
- Номинальная мощность, кВт;
- Номинальное напряжение, кВ;
- Номинальный коэффициент мощности;
- Номинальный коэффициент полезного действия, %;
- Номинальная частота вращения, об/мин;
- Кратность максимального момента, о.е.;
- Кратность пускового момента, о.е.;
- Кратность пускового тока, о.е.;
- Коэффициент степени моментной характеристики;
- Число пар полюсов;
- Момент инерции, кг·м2;
- Номинальная частота питающей сети, Гц;
- Моделировать момент сопротивления, Да/нет;
- Коэффициент загрузки;
- Тип характеристики механизма;
- Начальный момент сопротивления, о.е.
Расчетные свойства для справки пользователю:
-
Потребляемая полная номинальная мощность, кВА;
-
Потребляемая активная номинальная мощность, кВт;
-
Номинальный ток, А;
-
Пусковой ток, А.
Параметры
- Активная составляющая тока статора, А;
- Реактивная составляющая тока статора, А;
- Действующее значение тока статора, А;
- Активная мощность, кВт;
- Реактивная мощность, кВар;
- Полная мощность, кВА;
- Частота вращения, об/мин;
- Электромагнитный момент, о.е.