Компьютерное моделирование многодвигательной системы электропривода в пакете программ MatLab

Рассмотрена многодвигательная система электропривода добычного комбайна. Произведено компьютерное моделирование в пакете программ MatLab при помощи библиотеки блоков Simulink и приложения SimPowerSystems. Для исследования выбран добычной комбайн AM-75. Приведено описание силовой схемы основного электрооборудования комбайна, к которому относятся двигатели стреловидного рабочего органа, поворотного скребкового конвейера, подборщика с двумя нагребающими лапами. Для проведения моделирования в программе Mathcad были рассчитаны дополнительные параметры асинхронных двигателей, к которым относятся активные сопротивления и индуктивности обмоток статора и ротора, взаимоиндукция, приведенная мощность, номинальный ток, конструктивный и обмоточный коэффициенты двигателей. Разработана компьютерная модель прямого пуска всех асинхронных двигателей с взаимосвязью по технологическому процессу. Получены результаты моделирования в виде графиков временных зависимостей основных параметров двигателей: угловой частоты вращения и электромагнитного момента. Были получены графики напряжения и тока питающей сети, а также график потребления активной мощности. Произведена качественная оценка полученных результатов путем определения относительной погрешности смоделированных параметров и рассчитанных данных. В ходе оценки и анализа результатов моделирования выявлены незначительные погрешности в параметрах двигателей, что свидетельствует о точной реализации компьютерной модели и возможность её использования для инженерных расчетов.

1. Сагитов П.И., Альмуратова Н.К., Тойгожинова З.З., Акпанбетов Д.Б. Математический моделирование и оптимизация системы управления многодвигательным электроприводом конвейерная лента. Int. J инженерных исследований и технологий. 2019; 12 (6): 899-911.

2. Chu L., Jia Y.-F., Chen D.-S., Xu N., Wang Y.-W., Tang X. и др. Исследования по контролю стратегии синхронного приводного двигателя с открытым концом и постоянным магнитом (OWPMSM) с двойным инвертором с переключаемым режимом намотки для электромобилей. Энергии. 2017; 10 (5): 616. Доступно по: doi: 10.3390 / en10050616.

3. Савельев А.Н., Козлов С.В., Винокуров Н.Е. Динамические нагрузки, воздействующие на элементы многодвигательного гидропривода холодильника МНЛЗ. Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2018;61(2): 149- 155. Доступно по: doi:10.17073/0368-0797-2018-2-149-155.

4. Соловьев В.А., Дерюжкова Н.Е., Чжо А. К вопросу разработки математической модели объекта взаимосвязанной системы объемного формования. Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2017;1(2): 54-57.

5. Шохин В.В., Храмшин В.Р., Пермякова О.В. Моделирование процесса намотки полосы на моталку стана холодной прокатки. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. 2019;19(1): 85-92. Доступно по: doi:10.14529/power190110.

6. Копылов К.Н., Решетняк С.Н., Кубрин С.С. Имитационное моделирование системы электроснабжения выемочного участка угольной шахты. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2016;(12): 40-50.

7. Кубрин С.С., Решетняк С.Н., Бондаренко А.М. Математическое моделирование параметров удельных норм электропотребления выемочных участков угольных шахт. Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2019;15(2): 50-56

8. Инструкция по эксплуатации AM 75/162. Austria, Zeltweg: Voest-Alpine Bergtechnik Ges.m.b.H., 2005.

9. Анучин А.С., Демидова Г.Л., Стжелецки Р., Яковенко М.С. Моделирование переходных процессов в силовых преобразователях, питающихся от общего звена постоянного тока. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020;20(1): 125-131. Доступно по: doi:10.17586/2226-1494- 2020-20-1-125-131.

10. Довгиленко С.В. Применение преобразователей частоты Altivar Process ATV900 и Altivar Machine ATV340 компании Schneider-Electric в многодвигательных промышленных машинах. Автоматизация и IT в энергетике. 2019;(2): 40-44.

11. Доманов В.И., Доманов А.В., Гаврилова С.В. Исследование идентификации элементов системы многодвигательного электропривода слипа судостроительного завода. Промышленные АСУ и контроллеры. 2019;(9): 18-24. Доступно по: doi:10.25791/asu.09.2019.855.

12. Подзоров Н.Н., Бычков М.Г. Модернизация системы многодвигательных электроприводов технологической установки. Автоматизация в промышленности. 2019;(5): 48-52.

13. Болвашенков И., Каммерманн Дж., Герцог Х.-Г., Френкель И. Оперативная доступность и анализ характеристик многоприводной многомоторной электрической двигательной установки ледокол-газовоз для арктики. 14-й Int. Конф. по экологическим автомобилям и возобновляемым источникам энергии Energies, EVER 2019, 8-10 мая 2019 года, Монте-Карло, Монако. Нью-Йорк: Карран Партнеры; 2019. Доступно по адресу: https://ieeexplore.ieee.org/document/8813641. (по состоянию на 29 августа 2019 г.)

14. Черный С.П., Гудим А.С., Бузикаева А.В. Нечеткая многокаскадная система управления приводом переменного тока. Int. Мультиконф. по индустриальному инжинирингу и современным технологиям, FarEastCon 2018, 3-4 октября 2018 г., Владивосток, Россия. Нью-Йорк: Curran Associates; 2019. Доступно с: https://ieeexplore.ieee.org/document/8602930 (по состоянию на 7 января 2019 г.)

15. Морозов А.В., Доброскок Н.А., Лавриновский В.С., Мохова О.В. Взаимосвязанный контроль многодвигательный электропривод. Продолжайте. конференции IEEE 2019 г. Руси. Молодой Исследователи в области электротехники и электроники, ElConRus 2019, 28-31 января 2019 г., Москва, Россия. Нью-Йорк: Curran Associates; 2019. Доступно с: https://ieeexplore.ieee.org/document/8657156 (по состоянию на 4 марта 2019 г.)

16. Васильев Б.У., Мардашов Д.В. Автоматическое управление в многоприводном электротехническом комплексы с полупроводниковыми преобразователями. JOP: Conf. Серии. 2017; 803 (1): 012170. Доступно по адресу: doi: 10.1088 / 1742-6596 / 803/1/012170.

17. Калюжный С.В. Токопараметрическое согласование скоростей взаимосвязанных многодвигательных электромеханических систем. Электричество. 2017;(6): 59-64. Доступно по: doi:10.24160/0013-5380-2017-6-59-64.

18. Юдин В.В., Семенова Ю.В., Юдин А.В. Матричная модель транспортной многодвигательной системы электропривода. Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева. 2018;(2): 178-183.

19. Бебихов Ю.В., Семенов А.С., Якушев И.А., Кугушева Н.Н., Павлова С.Н., Глазун M.A. Применение математического моделирования для решения линейных алгебраических и обыкновенные дифференциальные уравнения в электротехнике. IOP Conf. Серия: МСЭ. 2019; 643: 012067. Доступен с: doi: 10.1088 / 1757-899X / 643/1/012067.

20. Гончаров К.А. Система сочетаний отклонений скольжения электродвигателей при вероятностном моделировании распределения тяговых усилий в многодвигательных приводах ленточных конвейеров. Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2019;(3):288-295. Доступно по: doi:10.22281/2413-9920-2019-05-03-288-295.

21. Канов Л.Н., Солодкий А.В. Математическое моделирование распределенного электропривода транспортных средств. Энергетические установки и технологии. 2017;3(2):48-53.

22. Бебихов Ю.В., Семёнов А.С., Семёнова М.Н., Якушев И.А. Применение математического моделирования для решения линейных алгебраических и обыкновенных дифференциальных уравнений. Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. 2019;(4):29-36.

23. Савельев А.Н., Козлов С.В., Анисимов Д.О. Особенности формирования динамических моделей многодвигательных гидроприводов холодильников МНЛЗ. Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2016;(2): 28-31.

24. Савельев А.Н., Козлов С.В., Винокуров Н.Е. Динамические нагрузки, действующие на элементы многодвигательный гидравлический привод охладителя ККМ. Известия черной металлургии. 2018; 61 (2): 149-155. Доступно по адресу: doi: 10.17073 / 0368-0797-2018-2-149-155.

25. Ганиев Р.Н., Шатунов С.Н. Частотно-регулируемый электропривод с рекуперацией в составе кордной линии производства грузовых автошин. Вестник Чувашского университета. 2018;(3):44-52.

26. Ещин Е.К. Вариант снижения сложности системы управления асинхронным электроприводом. Известия высших учебных заведений. Электромеханика. 2019;62(2): 53-60. Доступно по: doi:10.17213/0136-3360-2019-2-53-60.

27. Шабо К.Я. Оптимизация системы комбинированного управления электроприводом при изменении нагрузки в функции положения рабочего органа. Электротехнические системы и комплексы. 2018;(4):17-21. Доступно по: doi:10.18503/2311-8318-2018-4(41)-17-21.

28. Беспалов В.Я., Каржавов Б.Н., Сидоров А.О. Некоторые вопросы повышения плавности вращения электрических приводов. Электричество. 2018;(8): 42-51. Доступно по: doi:10.24160/0013-5380-2018-8-42-51.

29. Заголило С.А., Семёнов А.С. Расчет и выбор электродвигателей механизмов добычного комбайна методом эквивалентных усилий. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2020;(2):104-109. Доступно по: doi:10.17513/mjpfi.13019.

30. Алиев И.И. Электротехнический справочник. М.: Издательство РадиоСофт; 2006.

31. Семёнов А.С. Моделирование режимов работы асинхронного двигателя в пакете программ MatLab. Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. 2014;11(1):51-59.

32. Однокопылов Г.И., Дементьев Ю.Н., Шевчук В.А. Применение системного анализа для обеспечения эксплуатационной надёжности электрических машин в алмазодобывающей промышленности. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019;330(5):131-140. Доступно по: doi:10.18799/24131830/2019/5/271.

33. Бебихов Ю.В., Семёнов А.С., Семёнова М.Н., Якушев И.А. Анализ методов моделирования технических систем в среде MATLAB. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2019;7(3). Доступно по: https://moit.vivt.ru/wp-content/uploads/2019/09/BebihovSoavtori_3_19_1.pdf doi:10.26102/2310-6018/2019.26.3.037 (дата обращения: 10.04.2020).