МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОМЕХАНІКИ, ЕЛЕКТРОНІКИ І КОМП’ЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ „МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ” ДЛЯ СТУДЕНТІВ ДЕННОЇ ТА ЗАОЧНОЇ ФОРМ НАВЧАННЯ ЗІ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ: 7.092203 – „ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ СИСТЕМИ АВТОМАТИЗАЦІЇ ТА ЕЛЕКТРОПРИВОД”, (У ТОМУ ЧИСЛІ СКОРОЧЕНИЙ ТЕРМІН НАВЧАННЯ) 7.092204 - „ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ ЕНЕРГОЄМНИХ ВИРОБНИЦТВ” 7.000008 – „ЕНЕРГЕТИЧНИЙ МЕНЕДЖМЕНТ”
КРЕМЕНЧУК 2005 Методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт з навчальної дисципліни „Моделювання електромеханічних систем” для студентів усіх форм навчання зі спеціальностей 7.092203 – „Електромеханічні системи автоматизації та електропривод” (у тому числі скорочений термін навчання), 7.092204 – „Електромеханічне обладнання енергоємних виробництв”, 7.000008 – „Енергетичний менеджмент”. Укладачі: к.т.н., проф. О.П.Чорний, асист. В.О.Огарь Рецензент к.т.н., доцент Т.В.Коренькова Кафедра САУЕ Затверджено методичною радою Протокол № від « » 2005 р. Голова метод. ради проф. В.В. Костін Кременчук 2005 ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ Мета дисципліни “Моделювання електромеханічних систем” полягає в підготовці інженерів широкого профілю, здатних самостійно і творчо розв’язувати задачі проектування, дослідження, налагодження й експлуатації сучасних автоматизованих електроприводів і систем автоматизації промислових установок і технологічних комплексів у будь-яких галузях народного господарства. Дисципліна базується на попередніх курсах «Вища математика», «Теорія електропривода», «Теорія автоматичного управління», «Елементи АЕП». Знання матеріалу дисципліни забезпечує подальше вивчення дисциплін спеціального циклу – «Системи автоматичного керування електроприводами», «Системи оптимізації енергоспоживання». Мета проведення лабораторних занять полягає в закріпленні знаннь, отриманих на лекціях шляхом дослідження властивостей і характеристик електромеханічних систем, систем електроприводу на цифрових обчислювальних машинах. Придбати досвід моделювання електромеханічних систем та систем електроприводу за лінійними та нелінійними системами диференційних рівнянь. Внаслідок проведення лабораторних занять студенти повинні засвоїти принципи побудови моделей електромеханічних систем з урахуванням їх властивостей та дослідження на ЕОМ; вміти розраховувати необхідні для моделювання параметри систем диференційних рівнянь, оцінювати якість вирішення та вибір необхідного способу інтегрування, навчитися складати математичні моделі типових промислових технологічних об'єктів та виконувати їх розрахунок. ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3 МОДЕЛЮВАННЯ ДВИГУНА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ НЕЗАЛЕЖНОГО ЗБУДЖЕННЯ МЕТА: дослідження лінеаризованої моделі ДПС незалежного збудження при незмінному магнітному потоці; дослідження лінеаризованої моделі ДПС незалежного збудження при реґульованому магнітному потоці 3.1 Теоретичні відомості Активний опір якірної обмотки:
, де (=0.3÷0.5 - для двигунів постійного струму незалежного збудження; (=0.6 для двигунів постійного струму змішаного збудження; (=0.75 для двигунів постійного струму послідовного збудження. Індуктивність обмотки якоря визначають відповідно до формули Уманського:
, де k=0.2÷0.25 - для компенсованих машин; k=0.5÷0.6 - для некомпенсованих машин. Постійну часу обмотки збудження можна визначити за формулою Жуільяра:
Момент інерції (кг м2): J=1.5 10-4(Мn)1.5 ; Електромагнітна постійна часу
. 3.2 Порядок виконання роботи Використовуючи структурну схему (рис.3.1), виконати моделювання на ЕОМ режимів пуску ДПС незалежного збудження при ввімкненні на повну напругу при активному й реактивному моментах навантаження (момент навантаження взяти таким, що дорівнює номінальному). На основі структурної схеми (рис.3.1) скласти структурну схему ДПС незалежного збудження при реостатному пуску в дві ступені й виконати моделювання. Контрольований параметр (час, струм або швиглядкість) задається викладачем. На основі структурної схеми (рис.3.1) скласти структурну схему ДПС незалежного збудження при пуску з реґульованою напругою й виконати моделювання. Зміна напруги здійснюється за допомогою задатчика. Час розгорнення задається викладачем. На основі структурної схеми (рис.3.1) скласти структурну схему ДПС незалежного збудження з реґульованим збудженням і виконати моделювання ДПС паралельного збудження при ввімкненні на повну напругу при активному й реактивному моментах навантаження (момент навантаження взяти таким, що дорівнює номінальному).
Рисунок 3.1 – Структурна схема лінеаризованої моделі двигуна постійного струму 3.3 Зміст звіту Найменування роботи та її мета. Розрахунок параметрів і коефіцієнтів моделі. Структурні схеми й системи диференціальних і алгебраїчних рівнянь для п.п. 1-4. Графіки перехідних процесів
,
,
для п. п. 1-4. Висновки. 3.4 Питання для підготовки до захисту лабораторної роботи Наведіть принципову схему і схему заміщення двигуна постійного струму. Які спрощення допустимі при моделюванні двигунів постійного струму? Наведіть структурну схему і диференціальні рівняння двигуна постійного струму незалежного збудження. Наведіть структурну схему і диференціальні рівняння двигуна постійного струму послідовного збудження. Наведіть структурну схему і диференціальні рівняння двигуна постійного струму змішаного збудження. Наведіть математичні моделі обмоток збудження. Наведіть математичні моделі та методи моделювання кривої намагнічування. Наведіть структурну схему і диференціальні рівняння двигуна постійного струму незалежного збудження при реґулюванні магнітного потоку.