Моделювання електропривода трубопровідної арматури з синхронним двигуном з постійними магнітами

Abstract

Кваліфікаційну роботу присвячено моделюванню електроприводу запірно-регулюючої арматури на базі синхронного двигуна з постійними магнітами Siemens SIMOTICS S (0,75 кВт, 7,2 Нм) та безлюфтового хвильового редуктора. Математичний опис системи виконано в координатах dq з орієнтацією за потоком ротора. У програмі MATLAB Simulink розроблено триконтурну систему підпорядкованого регулювання, в якій контур струму був налаштований на частоту ШІМ 5 кГц, контур швидкості - на симетричний оптимум, а в контурі положення використано задавач інтенсивності з постійною часу 0,68 для усунення перерегулювання. Моделювання підтвердило стійкість приводу в усіх режимах, зокрема під час посадки затвора в сідло, де перехід регулятора швидкості в насичення забезпечує герметичність арматури та надійний захист двигуна.

In the bachelor's qualification work is devoted to the modeling of an electric drive for shut-off and control valves based on a Siemens SIMOTICS S permanent magnet synchronous motor (0.75 kW, 7.2 Nm) and a backlash-free wave gear. The mathematical description of the system is performed in dq coordinates with rotor-flow orientation. A three-loop subservant control system was developed in MATLAB Simulink, in which the current loop was tuned to a PWM frequency of 5 kHz, the speed loop to a symmetric optimum, and an intensity reference with a time constant of 0.68 was used in the position loop to eliminate overshoot. Simulation confirmed the stability of the drive in all modes, particularly during valve seat engagement, where the speed controller’s transition to saturation ensures valve tightness and reliable motor protection.