Міністерство освіти та науки України
Національний університет “ Львівська Політехніка ”
Інститут енергетики та систем керування
Кафедра електричних машин і апаратів
Розрахунково – лабораторна робота № 1
з предмету : “ Програмні засоби моделювання електричних машин та апаратів ”
Тема : “ Використання математичної моделі узагальненої явнополюсної електричної машини для проведення проектних та експлуатаційних досліджень ”
Львів - 2003
Мета роботи :
Оволодіти навичками роботи з комп’ютерною програмою , що реалізує математичну модель узагальненої явнополюсної електричної машини ( УЯЕМ ) , навчитися аналізувати результати моделювання перехідних та усталених процесів у явнополюсних електричних машинах , використовувати ці результати при прийнятті проектних рішень та розв’язуванні задач , що виникають у процесі експлуатації таких машин .
Програма роботи :
Ознайомитись з призначенням та вмістом файлів , що входять до складу комп’ютерної програми UJEM .
Навчитися користуватися програмою UJEM .
Для отриманого завдання , якщо це необхідно , провести підготовчі обчислення та внести необхідну інформацію у файли даних програми UJEM .
Запустити програму UJEM , отримані результати моделювання та файл із початковими наближеннями зберегти на магнітній дискеті .
Використовуючи комп’ютер , намалювати графіки залежностей , вказаних у завданні
проаналізувати отримані залежності та відповісти на запитання , сформульовані у завданні .
Оформити та захистити звіт .
Завдання :
1. Здійснити асинхронні пуски СД без навантіження на валі ( обмотка збудження замкнена на 10 – и кратний розрядний опір ) при трьох різних значеннях питомого опору матеріалу , з якого виготовлені стрижні пускової обмотки ротора – мідь ( qCu = 17,5 * 10 ^ -9 Ом * м ) , алюміній ( qАl = 35 * 10 ^ -9 Ом * м ) , латунь ( qЛ = = 70 * 10 ^ -9 Ом * м ) . Побудувати графіки залежностей від часу струму в крайньому стрижні пускової обмотки . Як зміна питомого опору впливатиме на тривалість пуску , величину та форму струму в вказаному стрижні ? Чим обумовлений саме такий вплив ? Дослідження проводити на протязі 1,5 с .
2 . Обмотку збудження нерухомої синхронної манини під’єднати на номінальну постійну напругу , а якірну від’єднати від живлення . Побудувати залежності від часу струмів в 1 – му та 3 – му стрижні демпферної обмотки ротора , а також розподіл індукції в повітряному проміжку для моментів часу 0.1 с , 1.0 с , 2.0 с , 2.6 с Дати фізичне пояснення отриманих результатів розрахунку перехідного процесу . Дослідження проводити на протязі 2.6 с . Крок інтегрування можна збільшити до 0.002 с.
Висновки до роботи
1.На рисунках 1 , 2 , 3 наведені графічні залежності струму в крайньому стрижні демпферної обмотки від часу . Цей струм індукується в пусковій обмотці під дією обертового поля статора , струм в пусковій обмоткі взаємодіє з обертовим полем статора , внаслідок чого виникає обертовий момент і ротор розганяється до під синхронної частоти обертання .
Як видно з графіків при зміні питомого опору матеріалу змінюється тривалість пуску , тому при збільшенні питомого опору матеріалу стрижня пускової обмотки пусковий струм зменшується і тому процес пуску триватиме довше .
2. В результаті відімкнення якірної обмотки від живлення , а на обмотку збудження подання номінальної напруги збудження в стрижнях демпферної обмотки виникають струми , які протидіють проникненню в ротор магнітного потоку якоря . Потокозчеплення якірної обмотки є постійним , бо активний опір обмотки якоря значно менший від індуктивного опору . В результаті комп’ютерного досліду було отримано файл результатів , в якому наведена таблична залежність зміни струмів демпферної обмотки в часі . Ця залежність проілюстрована на рисунку 2 . На рисунку 2 зображено перехідні процеси струмів в 1-му та 3-му стрижнях демпферної обмотки . Як видно з рисунку 2 струм в першому стрижні демпферної обмотки досягає максимального значення при часі 0.5 с , а струм в третьому стрижні досягає максимального значення в момент часу 0.7 , далі струми плавно спадають і в момент часу 2.2 с струм в першому стрижні починає набувати усталеного значення , струм в трутьому стрижні демпферної обмотки починає набувати усталеного значення в момент часу , що рівний 1.4 с . На рисунку 3 зображена залежність розподілу магнітної індукції в повітряному проміжку від кута повороту ротора . Як видно з цієї залежності розподіл магнітної індукції є найменшим при часі 0.1 с . Розподіл магнітної індукції досягає максимальних значень при часі 2.6 .
Рис 1 . Графічна залежність струму в 1 – му стрижні демпферної обмотки від часу , для мідного стрижня демпферної обмотки при питомому опорі міді 17,5 * 10 ^ -9 Ом м
Рис 2 . Графічна залежність струму в 1 – му стрижні демпферної обмотки від часу , для алюмінієвого стрижня демпферної обмотки при питомому опорі алюмінію 35,0 * 10 ^ -9 Ом м
Рис 3 . Графічна залежність струму в 1 – му стрижні демпферної обмотки від часу , для латунного стрижня демпферної обмотки при питомому опорі алюмінію 35,0 * 10 ^ -9 Ом м
Рис 4 . Графічна залежність струмів в 1-му та 3-му стрижнях ротора від часу
Рис 5. Графічна залежність розподілу магнітної індукції в повітряному проміжку від кута повороту ротора при D1 – 0.1 c , D2 – 1.0 c , D3 – 2.0 c та D4 – 2.6 c