Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

«Курский Государственный технический университет»

Кафедра электротехники, электроники и автоматики

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА №1

«Исследование рабочих характеристик двигателей постоянного тока»

для студентов специальности 140211.65 «Электроснабжение» дневной формы обучения

Г. Курск - 2010

Составитель Е.М. Терещенко

УДК 669.18.621.3

Рецензент

Доктор технических наук, профессор кафедры электротехники, электроники и автоматики Курского государственного технического университета Емельянов В.М.

Электропривод. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 140211.65 «Электроснабжение» дневной и заочной форм обучения / Сост. Е.М. Терещенко. – Курск: КГТУ, 2009–15 с.

Изложены общие вопросы и особенности структурного моделирования в среде MATLAB работы электроприводов постоянного тока. Приведены разработанные методические рекомендации по исследованию технических характеристик двигателей и систем управления в автоматизированных электроприводах.

Текст печатается в авторской редакции.

Курский государственный технический университет.

Издательско-полиграфический центр Курского государственного технического университета. 305040 г.Курск, ул. 50 лет Октября, 94

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ №1

Тема работы: Моделирование режимов работы электродвигателей постоянного тока независимого возбуждения. Определение механических и электромеханических характеристик при различных методах регулирования их параметров в среде структурного моделирования MatLab/Simulink.

Цель работы: Изучение методики расчета параметров двигателя постоянного тока (ДПТ) с независимым возбуждением и моделирование естественной и искусственных механических характеристик при регулировании параметров ДПТ реостатным методом, изменением магнитного потока в обмотке возбуждения, изменением величины питающего напряжения в цепи якоря.

1. Основные параметры и методика моделирования

Моделирование работы ДПТ с независимым возбуждением проводится в среде MatLab. Пиктограмма изображения ДПТ в среде MatLab, приведенная на рис. 1.1., расположена в базе библиотек программы по адресу Simulink/SimPower System/Block Library/Machines

Рисунок 1.1 – Пиктограмма изображения ДПТ в среде Simulink

C пиктограммой связана математическая модель двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Порты модели A+ и A- являются выводами обмотки якоря машины, а порты F+ и F- представляют собой выводы обмотки возбуждения. Порт TL предназначен для подачи момента сопротивления движению. На выходном порте m формируется векторный сигнал, состоящий из четырех элементов: скорости, тока якоря, тока возбуждения и электромагнитного момента машины.

Структурная схема модели машины постоянного тока представлена на рис. 1.2.

Рисунок 1.2 – Математическая модель электродвигателя постоянного тока

Примечание: В библиотеке Machines представлена также дискретная модель машины постоянного тока - Discrete DC_Machine. Модель отличается от рассмотренной выше – использованием блоков дискретных передаточных функций. В окне диалога блока также присутствует параметр Sample time (s) – шаг дискретизации

Цепь якоря машины представлена последовательно включенными элементами Ra (активное сопротивление якорной цепи), La (индуктивность якорной цепи) и блоком E_FCEM (управляемый источник напряжения) , моделирующим ЭДС обмотки якоря.

Цепь возбуждения машины представлена на схеме элементами Rf и Lf - активным сопротивлением и индуктивностью обмотки возбуждения.

Механическая часть модели вычисляет скорость вращения вала машины в соответствии с уравнением:

,

где Те – электромагнитный момент машины, В – коэффициент вязкого трения, ТL – коэффициент сухого трения.

Механическая часть модели представлена интегратором и усилителем с коэффициентом передачи , а также соответствующими сумматорами и умножителем.

Перед использованием модели ДПТ в моделируемой схеме включения, необходимо задаться его параметрами. Окно параметров ДПТ представлено на рис. 1.3

Используются следующие параметры: