ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЛЫСЬВЕНСКИЙ ФИЛИАЛ

Курсовая работа

по дисциплине «Моделирование систем»

на тему:

«Моделирование переходных режимов

в двигателе постоянного тока»

Выполнил студент группы ВИВТ-08-1

П.А.Костицын

Проверил преподаватель С.В.Корсунский

Лысьва, 2011

Содержание

1. Ведение 2

2. Постановка задачи 3

3. Принцип действия машины постоянного тока. 4

3.1 Устройство простейшей машины. 4

3.2 Режим генератора. 5

3.3 Режим двигателя. 9

9

4. Дифференциальные уравнения машины постоянного тока 11

5. Уравнения, описывающие процесс 14

скорость вращения; 14

6. Блок схема модели 15

7. Анализ полученных результатов 16

8. Выводы по работе 18

9. Список использованной литературы 19

1. Ведение

Целью данной работы было создать математическую модель переходных процессов в двигателе постоянного тока. Работа проводилась с целью освоения методов описания переходных процессов, методов решения обыкновенных дифференциальных уравнений, и анализа влияния значений параметров электрической цепи на переходные процессы.

При моделировании использовались метод численного интегрирования векторных уравнений методом Эйлера.

2. Постановка задачи

Рассчитать математическую модель двигателя постоянного тока, описывающую переходные режимы при изменении параметров двигателя, составить уравнения модели.

На разработанной модели проанализировать переходные процессы при изменении параметров двигателя. При разработке модели использовать обобщенную модель двигателя постоянного тока со следующими параметрами:

Jr = 10 – момент инерции ртотора

Mt = 5 Н – момент трения

R = 3.2 Ом – активное сопротивление обмотки ртора

Rb = 10 Ом – активное сопротивление статора

U = 150 В – напряжение питания

L = 0.06 Гн – индуктивность обмотки ротора

Lb = 0.08 Гн – индуктивность обмотки статора

Реализовать модель в среде Mathcad.

3. Принцип действия машины постоянного тока.

3.1 Устройство простейшей машины.

На рис. 1-1 представлена простейшая машина постоянного тока, а на рис. 1-2 дано схематическое изображение этой машины в осевом направлении. Неподвижная часть машины, называемая индуктором (статором), состоит из полюсов и круглого стального ярма, к которому прикрепляются полюсы. Назначением индуктора является создание в машине основного магнитного потока. Индуктор изображенной на рис. 1-1 простейшей машины имеет два полюса / (ярмо индуктора на рис. 1-1 не показано).

Вращающаяся часть машины — ротор состоит из укрепленных на валу цилиндрического якоря 2 и коллектора. 3. Якорь состоит из сердечника, набранного из листов электротехнической стали, и обмотки, укрепленной на сердечнике якоря. Обмотка якоря в показанной на рис. 1-1 и 1-2 простейшей машине имеет один виток. Концы витка соединены с изолированными от вала медными пластинами коллектора, число которых в рассматриваемом случае равно двум. На коллектор налегают две неподвижные щетки 4, с помощью которых обмотка якоря соединяется с внешней цепью.

О сновной магнитный поток в нормальных машинах постоянного тока создается обмоткой возбуждения, которая расположена на сердечниках полюсов и питается постоянным током. Магнитный поток проходит от северного полюса N через якорь к южному полюсу S и от него через ярмо снова к северному полюсу. Сердечники полюсов и ярмо также изготовляются из ферримагнитных материалов.

Рис. 1-1. Простейшая машина постоянного тока

Рис. 1-2. Работа простейшей машины постоянного тока в режиме генератора (а) и двигателя (б)