1.3 Указания к составлению отчёта

Отчёт по работе должен содержать: структурную схему исследуемой системы; схему, построенную в среде MatLab Simulink; переходные процессы скорости и тока при моделировании по структурной схеме; систему разностных уравнений, составленных по структурной схеме при заданных значениях параметров; переходные процессы скорости и тока, полученные при моделировании по разностным уравнениям в среде программирования; выводы по каждому из методов моделирования и в целом по работе.

1.5 Контрольные вопросы

1. Как влияет нелинейное звено на характеристики системы в установившемся и переходном режимах?

2. Какой метод численного решения дифференциальных уравнений применён при моделировании систем в Delphi 7?

3. Опишите применение метода Рунге-Кутта для моделирования по дифференциальным уравнениям.

4. Что происходит при повышении пределов нечувствительности нелинейного звена и при изменении его вида? Проверить результаты на модели.

Лабораторная работа № 2 моделирование двигателя переменного тока

2.1 Общая постановка задачи

Целью работы является изучение методов построения цифровой модели двигателя переменного тока (синхронного и асинхронного) при помощи среды моделирования MatLab Simulink, а так же изучение методов расчёта параметров двигателя по паспортным данным. В описании к работе приводится Алгоритм расчёта параметров асинхронного двигателя и его математические модели в различных системах отсчёта.

Необходимо составить модель двигателя переменного тока (нечётный вариант – асинхронный с короткозамкнутым ротором, чётный вариант – синхронный). Варианты заданий приведены в приложении Б в таблицах Б.1 и Б.2. В данных таблицах выписаны паспортные данные на двигатели. Для моделирования необходимо провести расчёт остальных параметров двигателя (не каталожных). Итогом моделирования должен быть переходный процесс скорости двигателя при отсутствии нагрузки и при номинальной нагрузке.

2.2 Краткие теоретические сведения

Для составления модели двигателя необходимо рассчитать параметры схемы замещения по паспортным величинам:

1. Номинальный ток фазы статора, А:

,

где – номинальная мощность двигателя;

– номинальное действующее фазное напряжение.

2. Номинальное скольжение:

,

где – синхронная скорость вращения;

– номинальная скорость вращения.

3. Синхронная угловая скорость, рад/с:

4. Номинальная угловая скорость, рад/с:

5. Номинальный момент на валу АД, Н*м:

6. Номинальные потери мощности, Вт:

7. Механические и добавочные потери мощности, Вт:

Принимаем механические потери мощности в пределах

,

и добавочные потери, связанные с вращением ротора

,

8. Момент холостого хода АД:

9. Номинальный электромагнитный момент:

10. Номинальные потери в роторе:

11. Коэффициент загрузки, соответствующий максимуму КПД (принимается предварительно):

12. Номинальные переменные потери мощности:

,

13. Постоянные потери:

14. Номинальные переменные потери мощности в статоре:

15. Активное сопротивление фазы статора:

16. Максимальный электромагнитный момент:

17. Коэффициент b, имеющий размерность сопротивления:

18. Полное сопротивление статора:

19. Приведённое активное сопротивление ротора:

20. Индуктивное сопротивление короткого замыкания:

21. Критическое скольжение:

22. Отношение активных сопротивлений:

23. Номинальный момент двигателя (при номинальном скольжении):

24. Погрешность при вычислении номинального момента:

Если погрешность превышает допустимую величину, то корректируется коэффициент загрузки и и повторяется процесс расчёта до получения требуемой погрешности.

25. Индуктивные сопротивления статора и ротора:

26. Ток холостого хода:

Если :

Если: :

27. Потери в стали:

28. Эквивалентное сопротивление потерь в стали:

29. Индуктивное сопротивление взаимоиндукции:

30. Взаимная индуктивность:

,

где – номинальная частота питающей сети.

31. Коэффициент вязкого трения:

,

где – механические потери ( и – фазные значения номинального тока и напряжения).