Файл: Пояснительная записка Соискатель, студент группы элб16 Догадин Р. А.docx

КОГПОБУ «Кировское облосное государственное профессиональное бюджетное учереждение Кировский Авиционный Техникум»

Факультет радиотехники электроники информатики

Кафедра электротехники и промышленной электроники

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Моделирование режимов работы частотно-регулируемого электропривода в среде Simulink

По направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Профиль: «Электрические и электронные аппараты»



Пояснительная записка

Соискатель, студент группы ЭЛБ-16________________________Догадин Р.А.

Руководитель, доцент каф. ЭПЭ, к.т.н.____________________Семёнова Ю.В.

Нормоконтролер, доцент каф. ЭПЭ, к.т.н._________________Лобацевич К.Л.

К защите допустить

Зав. кафедрой, д. т. н., проф.________________________________Юдин А. В.


Киров 2023

КОГПОБУ «Кировское облосное государственное профессиональное бюджетное учереждение Кировский Авиционный Техникум»

Факультет радиотехники электроники информатики

Кафедра электротехники и промышленной электроники

УТВЕРЖДАЮ:

Зав. кафедрой ЭПЭ

д. т. ц., проф. Юдин А. В.

"___" __________2023 г.

Задание на ВКР

Студенту группы ЭЛБ-16 Догадин Р.А

Факультет РЭИ, направление подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», профиль: «Электрические и электронные аппараты».

1. 
   Тема дипломного проекта: «Моделирование режимов работы частотнорегулируемого электропривода в среде Simulink».
   

Утверждена приказом по академии от___________№___________.

2. 
   Срок сдачи студентом законченного проекта____________.
   
3. 
   Исходные данные к проекту: лабораторный стенд «Интеграл».
   
4. 
   Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов): введение; устройство и принцип работы лабораторного стенда «Интеграл»; математическое описание элементов лабораторного стенда «Интеграл»; моделирование режимов работы частотно-регулируемого электропривода в пакете программ MatLab; пуск асинхронного двигателя на лабораторном стенде «Интеграл»; техника безопасности; заключение.
   
5. 
   Перечень графического материала: презентация.
   

Нормоконтроль, доцент каф. ЭПЭ, к.т.н. ____________________Лобацевич К.Л. Дата выдачи задания "____"_________2023 г.

Руководитель, доцент каф. ЭПЭ, к.т.н._______________________Семёнова Ю.В. Студент группы ЭЛБ-16_____________________________________Догадин Р.А

КОГПОБУ «Кировское облосное государственное профессиональное бюджетное учереждение Кировский Авиционный Техникум»

---

Факультет радиоэлектроники и информатики

Кафедра электротехники и промышленной электроники

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой ЭПЭ

____________А. В. Юдин

«_____» __________ 2023 г.

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

работы над дипломным проектом студента группы ЭЛБ-16 Догадина Ростислава Александровича

Тема дипломного проекта: «Моделирование режимов работы частотнорегулируемого электропривода в среде Simulink»

№ п.п.	Наименование этапов работы над ВКР	Срок выполнения	Примечание
1	Обзор литературы по теме работы, написание теоретической части	20.04.2023 – 27.04.2023	Этапы работы и сроки выполнения могут меняться в процессе выполнения ВКР
2	Математическое описание элементов лабораторного стенда «Интеграл»	28.04.2023 – 12.05.2023
3	Моделирование режимов работы частотно- регулируемого электропривода в пакете программ MatLab	13.05.2023 – 22.05.2023
4	Техника безопасности	23.05.2023 – 29.05.2023
5	Оформление пояснительной записки	30.05.2023 – 05.06.2023

Студент _________ Руководитель проекта _________

Защита дипломного проекта на заседании ГЭК: «___» _________ 2023 г.

Оглавление

---

---

Введение

Технологические требования к качеству производственных процессов, необходимость внедрения современных технологий обуславливают устойчивую перспективу интегрирования в различные отрасли промышленного и сельскохозяйственного производства регулируемых электроприводов.

Широкое применение управляемых электроприводов, в частности асинхронных двигателей, привело к тому, что современный электропривод является не только энергетически силовой основой, обеспечивающей механизмы производства необходимой механической энергии, но и средством управления технологическими процессами, поскольку задачи по внедрению качественных производственных процессов в настоящее время в большинстве случаев возлагаются на системы управления регулируемыми приводами в сочетании с системами автоматизации процессов. В связи с ростом цен на энергоносители, в частности на электроэнергию, и ограниченными возможностями по увеличению мощности электростанций, проблема энергосбережения, в том числе сокращения потребления электроэнергии, становится все более актуальной.

Но возможность анализа целесообразности применения электропривода на практике не всегда является доступной. Пакет программ MatLab позволяет произвести оценку работы электропривода, построить необходимые зависимости токов статора и ротора, разгонные характеристики, по которым в дальнейшем можно судить об энегроэффективности системы электропривода.

Данная работа посвящена вопросам моделирования режимов работы частотно-регулируемого электропривода, а именно асинхронного двигателя при прямом пуске и при пуске с использованием системы управления преобразователя частоты с автономным инвертором напряжения. В качестве рассматриваемого объекта был взят лабораторный стенд «Интеграл», построенный на компонентах Mitsubishi и имеющий в своем составе асинхронный двигатель ELDIN А100L4FБУЗ. Дано подробное описание элементов пакета программ MatLab, которые позволяют моделировать сложные электромеханические системы, таких как приложения Simulink и SimPowerSystem. Рассчитаны параметры выбранного асинхронного двигателя

---

, необходимые для моделирования. Выполнено две модели – прямой пуск асинхронного двигателя и пуск двигателя с использованием преобразователя частоты. Получены результаты в виде графиков зависимостей исследуемых величин от времени моделирования: исследованы ток статора и ротора, скорость вращения двигателя, его электромагнитный момент. Произведено сравнение результатов с реальными данными.

Сведения, представленные в данной работе, могут быть использованы для анализа рациональности применения преобразователей частот с целью уменьшения энергопотребления и регулирования скорости асинхронного двигателя, применяемого в лифтах, вентиляционных установках, на насосных агрегатах и в других промышленных отраслях.

1 Устройство и принцип работы лабораторного стенда «Интеграл»

Стенд построен на компонентах Mitsubishi. В комплект входит преобразователь частоты Mitsubshi Electric FR-A741, трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором фирмы ELDIN модель A100L4FБУ3 и персональный компьютер. На рисунке 1.1 приведена структурная схема лабораторной установки.



Рисунок 1.1 – Структурная схема лабораторного стенда

Лабораторный стенд предназначен для изучения принципа работы и структуры частотно-регулируемого электропривода, освоения методов управления и получение навыков работы с преобразователем частоты. Персональный компьютер используется для внешнего управления, настройки, мониторинга и снятия показателей (скорость вращения ротора, частота и амплитуда выходного напряжения, величина тока в статорной обмотке двигателя и т.д.) преобразователя частоты по USB или по интерфейсу RS-485.

Преобразователь частоты подключается к трёхфазной сети переменного тока напряжением 380 В через автоматический выключатель, рассчитанный на ток, потребляемый двигателем и самим преобразователем. На верхней части преобразователя частоты расположены вентиляторы, предназначенные для охлаждения элементов, расположенных внутри корпуса. На рисунке 1.2 приведен внешний вид преобразователя частоты Mitsubishi FR-A741.



Рисунок 1.2 – Внешний вид преобразователя частоты Mitsubishi FR-A741

Преобразователь частоты Mitsubishi FR-A741 является наиболее функциональным в серии FR-A700. В нём присутствует функция рекуперации, что

---