Computer modeling of multi-motor electric drive system in MatLab software
Authors: Заголило С.А. , Семёнов А.С. , Семёнова М.Н. , Якушев И.А. 
Published: July 2024

Рассмотрена многодвигательная система электропривода добычного комбайна. Произведено компьютерное моделирование в пакете программ MatLab при помощи библиотеки блоков Simulinkи 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 Mathcadбыли 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.

A multi-motor electric drive system of a mining combine is considered. Computer simulation was performed in the MatLab software package using the Simulink block library and the SimPowerSystems application. For research, a mining combine AM-75 was selected. The description of the power circuit of the main electrical equipment of the combine is given, which includes the engines of the swept working body, the rotary scraper conveyor, and the pick-up with two pick-up legs. To carry out the simulation, the Mathcad program calculated additional parameters of induction motors, which include the active resistances and inductances of the stator and rotor windings, mutual induction, reduced power, rated current, design and winding coefficients of the motors. A computer model of direct start of all asynchronous motors with a process relationship has been developed. The simulation results are obtained in the form of graphs of the time dependences of the main engine parameters: angular rotation frequency and electromagnetic moment. Plots of voltage and current of the supply network were obtained, as well as a graph of active power consumption. A qualitative assessment of the obtained results was made by determining the relative error of the simulated parameters and calculated data. During the assessment and analysis of the simulation results, minor errors in the engine parameters were revealed, which indicates the exact implementation of the computer model and the possibility of its use for engineering calculations.