Міністерство освіти та науки України Національний університет “Львівська політехніка” Інститут енергетики та систем керування Лабораторна робота № 1 “ Моделювання динамічних режимів генератора постійного струму” Львів 2005 Мета роботи: Навчитись складати математичні та цифрові моделі генератора постійного струму для досліджень різних динамічних режимів. ПРОГРАМА РОБОТИ Скласти математичні моделі генератора постійного струму згідно варіанту завдання для режиму неробочого ходу, активного та активно-індуктивного навантаження і форсування збудження. На основі отриманих в п. 1 математичних моделей скласти цифрові моделі (програми) з використанням методів: Ейлера (явний метод Адамса 1-го порядку); метод трапецій (неявний метод Адамса 2-го порядку). За допомогою отриманих цифрових моделей дослідити вказані нижче режими. Для режиму неробочого ходу генератора отримати залежності вихідної ЕРС eG(t) для стрибкоподібної зміни напруги збудження Ud згідно рис. 3.1 і заданих початкових умов eG0 (табл. 3.1) різними чисельними методами та різними кроками інтегрування, а також за аналітичним розв'язком.
Рис. 3.1. Графік зміни напруги збудження генератора Дослідити режими зміни навантаження опором Rн : отримати залежності струму якоря ia(t) і напруги генератора uG(t) з врахуванням індуктивності якірного кола La = LaG та без неї (La = 0) для зміни опору навантаження за графіком рис. 3.2. За результатами моделювання побудувати статичну характеристику генератора uG(ia).
Рис. 3.2. Залежність зміни опору навантаження Rн генератора від часу Дослідити процес зміни напруги генератора uG(t) для режиму форсованого збудження з коефіцієнтом форсування Kф і номінального навантаження Rн = Rном за умови шунтування додаткового опору Rдод в колі обмотки збудження генератора (ОЗГ) (рис. 3.3) з врахуванням індуктивності якірного кола La = LaG .
Рис. 3.3. Схема для форсування збудження генератора постійного струму Завдання Група Ud1 Ud2 Ud3 eG(0) Kф  2 (II ч.) 0,3Udн 0,9Udн -0,5Udн -0,1UGн 3,5   Тип Pн Uн Iн nн nмакс. ( Rя RДП RОЗД Lя TG JД   кВт В А об./хв. об./хв.  Ом Ом Ом мГ с кг(м2  2ПН132L 14,0 440 36,78 3150 4000 0,865 0,322 0,27 20,6 7,0 0,5 0,048   ВИКОНАННЯ РОБОТИ Математична модель генератора постійного струму:
де KG = UGн / Udн – коефіцієнт підсилення за напругою; TG = LG / Rd( – електромагнітна стала часу ОЗГ; Ud – напруга збудження генератора; Rd( = Rd + Rдод – опір кола збудження генератора; Rd – опір обмотки збудження генератора. Структурна схема неробочого ходу генератора для дослідження залежності eG = eG(t) при стрибкоподібній зміні напруги збудження Ud .

2. Дослідження режиму зміни навантаження опором Rн.

Дослідження процесу зміни напруги генератора uG = uG(t) для режиму форсованого збудження. Висновок. При виконанні лабораторної роботи, я створив математичну модель генератора постійного струму і дослідив її в різних режимах за допомогою різних чисельних методів. Порівняння методу Ейлера(явний метод Адамса першого порядку) і методу трапецій(неявний метод Адамса другого порядку) зображено на графіку до першого пункту як видно другий забезпечує кращу точність. Проте недоліком методів з постійним кроком те що зменшуючи крок інтегрування ми суттєво збільшуємо час обрахунку, а збільшуючи крок можемо вийти за межу стійкості і тоді розв’язок буде не коректним. Однак неявні методи забезпечують більшу стійкість. Тому на мою думку чисельні методи зі змінним кроком є найоптимальнішим варіантом томущо забезпечують достатню точність і швидкість обрахунку.