48551 (588565), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Блок «Рабочие характеристики» (рисунок 5.9) – это не стандартный блок, он разработан при создании данной виртуальной лабораторной работы. Внутри него реализуется расчёт рабочих характеристик по следующим формулам:

,

,

,

,

к входной мощности добавляются потери в стали р_сm1, так как в модели они не учитываются.

Настраиваемых параметров не имеет.

Рисунок 5.9 - Блок «Рабочие характеристики»

Блок «U1. I1. P1» (рисунок 5.10) также является не стандартным. В нём реализуется преобразование входных трёхфазных напряжений и токов в действующие значения, а также вычисление активной мощности.

Настраиваемых параметров не имеет.

Рисунок 5.10 - Блок «U1. I1. P1»

Блоки программ: «Ввод данных», «Построение механической характеристики» и «Построение рабочих характеристик» (рисунок 5.11) – являются ссылками на специально написанные M-программы, в которых реализуется ввод данных с помощью меню (рисунок 5.12) и графическое построение (рисунок 5.13) механической и рабочих характеристик.

Рисунок 5.11 - Блоки программ

При открытии блока «Ввод данных», в котором реализована подпрограмма “Menu”, на экран выводится меню, в котором можно изменить параметры моделирования. Это является очень удобным элементом, так как ненужно перенастраивать саму модель и её блоки.

В меню ввода данных для модели:

время переходного процесса – это время необходимое для разгона двигателя до холостого хода при исчезновении колебаний момента и скорости,

время моделирования – время необходимое для выполнения одной процедуры моделирования,

амплитуда фазного напряжения – это номинальное значение U_1н умноженное на ,

частота – частота питающего напряжения.

Рисунок 5.12 - Меню ввода данных

Рисунок 5.13 - Графическое окно для построения характеристик

5.2 Результаты моделирования

Графический дисплей «wm, M=f(t)» отображает переходной процесс скорости и момента во времени, представленный на рисунке 5.14.

Рисунок 5.14 - Переходной процесс скорости и момента функции времени при пуске на холостом ходу и набросе нагрузки

Из рисунке 5.14 видно, что при прямом пуске вначале наблюдаются значительные колебания момента и скорости. При приложении момента нагрузки, аналогично наблюдаются колебания момента и скорости, но менее значительные, чем при пуске, также видно, что при приложении момента нагрузки наблюдается уменьшение скорости.

Получив механическую характеристику, можно увидеть, что при пуске она получается динамической и на ней также как и на рисунке 5.14 чётко виден колебательный процесс скорости и момента в виде концентрических окружностей с уменьшающимся радиусом по мере затухания колебаний скорости и момента. Аналогичная картина наблюдается при мгновенном набросе нагрузки. Данные характеристики представлены на рисунках 5.15 и 5.16.

Рисунок 5.15 - Динамическая механическая характеристика при пуске на холостом ходу и набросе нагрузки, построенная блоком «XY»

Рисунок 5.16 - Динамическая механическая характеристика при пуске на холостом ходу (синяя) и набросе нагрузки (красная), построенная блоком «Построение механической характеристики»

При нагружении двигателя с малой скоростью увеличения нагрузки получается характеристика, близкая к статической естественной механической характеристике.

5.3 Сравнение моделей АД в неподвижной системе координат и модели на базе виртуальной асинхронной машины

По результатам моделирования полученных в разделах 4 и 5 видно, что переходные процессы скорости и момента при пуске и ступенчатом набросе нагрузке, динамические механические характеристики, а также естественные механические характеристики абсолютно идентичные. Это доказывает, что блок виртуальной асинхронной машины AD в своей структуре имеет математические уравнения обобщённой асинхронной машины.

6. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

6.1 Программа работы

6.1.1 Ознакомление с программой MatLab

6.1.2 Объект исследования

6.1.3 Исследование АД с короткозамкнутым ротором

6.1.3.1 Ознакомление со схемой лабораторной работы

6.1.3.2 Ввод данных в модель

6.1.3.3 Определение пускового момента и тока при коротком замыкании

6.1.3.4 Снятие динамической характеристики при параметрах короткого замыкания

6.1.3.5 Снятие естественной механической характеристики

6.1.3.6 Построение естественных рабочих характеристик

6.1.3.7 Снятие искусственных механических характеристик при

- разных значениях U₁

- разных значениях f₁

- разных значениях f₁ и

6.1.4 Исследование АД с фазным ротором

6.1.4.1 Ознакомление со схемой лабораторной работы

6.1.4.2 Ввод данных в модель

6.1.4.3 Пуск при заданном пусковом сопротивлении

6.1.4.4 Снятие естественной механической характеристики

6.1.4.5 Построение естественных рабочих характеристик

6.1.4.6 Снятие искусственных механических характеристик при

- разных значениях R_2доб

- разных значениях U₁

- разных значениях R_2доб и U₁

6.2 Ознакомление с программой MatLab и пакетом Simulink

После вызова программы MATLAB 6.5 на экране появляется окно MATLAB. В нём могут отображаться несколько окон, главными являются Окно команд, Текущий каталог и Рабочая область. По необходимости через меню Вид, которое располагается на передней панели, можно настроить окна по собственному желанию.

В командном окне появляются символы команд, которые набираются пользователем с клавиатуры, отображаются результаты выполнения этих команд, текст исполняемой программы и информация об ошибках выполнения программы, распознанных системой.

В окне текущего каталога отображается содержимое выбранной для работы папки: различные модели, м-программы, файлы данных, фигуры.

В окне рабочей области отображаются временные данные текущего сеанса работы: параметры, вводимые в схему, результаты вычислений и измерений, время модели, выходные данные.

Признаком того, что программа MATLAB готова к восприятию и выполнению очередной команды, является наличие в последней строке командного окна знака приглашения (»), справа от которого расположен мигающий курсор.

В верхней части окна (под заголовком) находится строка меню. Для того чтобы открыть какое-либо меню, следует установить на нём указатель мыши и нажать её левую кнопку. Наиболее необходимые для работы команды, такие как: открыть имеющийся или создать новый файл, сохранить или распечатать и т.д. расположены в меню Файл и представлены на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 - Команды меню Файл

Для удобства работы, на переднюю панель вынесены кнопки первой необходимости:

- с помощью кнопки (…) выбирается текущий для работы каталог, рядом отображается путь к нему.

- кнопка с изображением чистого листа служит для создания нового файла программы, а кнопка с изображением папки для открытия уже имеющегося файла.

- кнопка с изображением блоков служит для запуска программного пакета Simulink, при её нажатии появляется окно библиотеки Simulink представленное на рисунке 4.1. Из этого окна можно создать новый файл модели (рисунок 4.2) и из имеющихся в библиотеке блоков собрать необходимую модель.

Описание пакета Simulink рассмотрено в разделе 4.

6.3 Объект исследования

В лабораторной работе исследуются асинхронные двигатели серии 4А с исполнением по степени защиты IP 44 для АД с короткозамкнутым ротором и с исполнением IP 23 для АД с фазным ротором. Паспортные данные, этих двигателей приведены в таблицах П1-П2 и П4-П5:

- номинальная выходная мощность Р_2н,

- номинальный коэффициент полезного действия η_н,

- номинальный коэффициент мощности статорной обмотки сosφ_н,

- момент инерции на валу машины J кгм²,

- номинальный электромагнитный момент М_н,

- кратность пускового момента М_п / М_н,

- кратность максимального момента М_к / М_н,

- кратность пускового тока I_1п / I_1н,

- критическое скольжение ротора S_k= 25 %,

- номинальное скольжение ротора S_н= 3.6 %.

- параметры Г-образной схемы замещения (рисунок 4.3) в относительных единицах:

в номинальном режиме:

- активное и реактивное сопротивления R`<sub>1*</sub>, X`_1*,

- активное и реактивное сопротивления R``<sub>2*</sub>, X``_2*,

- реактивное сопротивление взаимоиндукции X_m*,

в режиме короткого замыкания:

- активное и реактивное сопротивления R``<sub>2*кз</sub>, X``_2*.

В таблицах П3 и П6 приведены значения величин, необходимых для моделирования и рассчитаны по данным таблиц П1-П2 и П4-П5:

- добавочное сопротивление R_{2 доб},

- потери в стали P_st,

- коэффициент трения F_tr,

в номинальном режиме:

- активное сопротивление и индуктивность рассеяния фазы статора R_s, L_s,

- активное сопротивление и индуктивность рассеяния фазы ротора R`<sub>r</sub>, L`_r,

- индуктивность взаимоиндукции L_m,

в режиме короткого замыкания:

- активное сопротивление и индуктивность рассеяния фазы ротора R`<sub>r кз</sub>, L`_{r кз},

6.4 Исследование АД с короткозамкнутым ротором

Описание принципа действия, устройства, способов пуска и регулирования скорости приведено в разделе 2.

6.4.1 Ознакомление со схемой лабораторной работы

Для выбора схемы необходимо в окне MATLAB (рисунок 6.1) выбрать в качестве текущего каталога папку, в которой находится файл со схемой асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором: «C:\MATLAB6p5\work\AD\AKZ\AKZ.mdl». На экране появится схема модели лабораторной работы для исследования асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, представленная на рисунке 6.2.

Основными блоками схемы являются: источник трёхфазного напряжения (Source), трёхфазный измеритель напряжения и тока (Three-Phase V-I Measurement), трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (AD), задатчик нагрузки (М2 или α•М2), измеритель (вывод) скорости и электромагнитного момента на валу (wm, Te).

Характеристики

Список файлов ВКР