ВИРТУАЛЬНЫЙ СТЕНД ТИРИСТОРНОГО РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ПИТАНИЯ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ВОЛОЧИЛЬНОГО
В современном производстве широкое применение находят различные системы автоматизированного электропривода. Их основу составляют силовые вентильные преобразователи постоянного и переменного тока, которые получили наибольшее распространение в электроприводе вследствие существенных преимуществ: высокое быстродействие, большой диапазон регулирования, хорошие статические и динамические характеристики, высокие энергетические показатели и др. Вместе с тем при проектировании электропривода важно не только правильно выбрать мощность, тип электродвигателя, но и определить их состояния в различных режимах работы. В таких случаях удобно проведение экспериментальных исследований энергетических установок на виртуальных стендах [1, 2].
Нами рассмотрены синтез и исследование виртуального стенда трехфазного тиристорного регулятора напряжения для питания асинхронного двигателя (ТРН-АД) волочильного стана UZDWG 40/160. ТРН-АД реализует один из параметрических законов регулирования скорости асинхронного двигателя волочильного стана изменением с помощью тиристорных модулей величины напряжения, подводимой к статорной обмотке АД. Функционирование ТРН при работе на активную-индуктивную нагрузку в виде статорной обмотки АД, применение методов виртуального моделирования позволят оценить как внешние характеристики, так и внутренние показатели ТРН-АД волочильного стана.
Синтез виртуального стенда волочильного стана выполнен на базе среды визуального моделирования Simulink пакета программы научно-инженерных расчетов - MATLAB. При этом использован пакет расширения SimPowerSystem MATLAB для моделирования электроэнергетических устройств. Так как в этом пакете не имеется непосредственная модель ТРН, поэтому используются отдельные блоки тиристоров, включенные по определённой схеме. Нумерация тиристоров соответствует порядку их коммутации. Для управления тиристорами выбран стандартный блок импульснофазового регулирования (СИФУ).
Виртуальная модель электропривода по системе ТРН-АД волочильного стана приведена на рис.1. Силовой канал собран на базе виртуальных блоков пакета расширения SimPowerSystem, а управляющий канал реализован по современной структуре с помощью блоков основного пакета Simulink.
Динамические процессы, протекающие в системе электропривода за рассматриваемый период моделирования, фиксируются осциллографами Scope1, Scope2, Scope3. На рис.2 изображены фрагменты диаграммы изменения сетевого напряжения и напряжения на выходе ТРН при угле открывания тиристоров - 120 градусов.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать следующие выводы:
1. Показана возможность синтеза виртуальной модели типовой схема ТРН-АД волочильного стана UZDWG 40/160.
2. Виртуальные модели представляют собой универсальные компьютерные лабораторные стенды, с помощью которых удобно проводить исследование сложных электромеханических систем по всем аспектам их функционирования.
3. С помощью виртуальных стендов можно на порядок сократить сроки проектирования и исследования сложных электротехнических систем.