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 №7 МОДЕЛЮВАННЯ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА В ОРТОГОНАЛЬНІЙ СИСТЕМІ КООРДИНАТ
МЕТА: дослідження режимів пуску і зміни навантаження на моделі АД в ортогональній системі координат
7.1 Теоретичні відомості Для розрахунку динамічних режимів та моделювання АД у координатній системі
найзручніше використати запис системи диференціальних рівнянь записаних відносно потокозчеплень. Така модель може бути отримана шляхом підстановки залежностей струмів від потокозчеплень та приведення її до форми Коши і має вигляд:
;
;
;
;
;
, де
. З цієї системи рівнянь виглядно, що для моделювання необхідно знати лише параметри Т-подібної схеми заміщення. Вирази для напруги живлення мають вигляд:
;
. Зв’язок між потокозчепленнями та струмами здійснюється за наступною системою рівнянь:
Слід пам’ятати, що всі змінні, які з індексом
співпадають з реальними змінними за фазою А. 7.2 Порядок виконання роботи Розрахувати коефіцієнти диференціальних рівнянь та структурної схеми за даними АД, які надані викладачем. У пакеті MATLAB-SIMULINK набрати структурну схему моделі та виконати розрахунок перехідних процесів пуску АД. Увести до структурної схеми елементи, що дозволять промоделювати процес зміни навантаження від холостого ходу до номінального. Для прискорення роботи задати не нульові початкові умови для швиглядкості АД. 7.3 Зміст звіту Таблиці вихідних даних, які запропоновані викладачем. Розрахунки коефіцієнтів. Структурні схеми для всіх варіантів досліджень. Графіки динамічних режимів кутової швиглядкості та моментів - електромагнітного і статичного. Висновки. 7.4 Питання для підготовки до захисту лабораторної роботи Які припущення використовують при моделюванні асинхронного двигуна в трифазній системі координат? Наведіть систему рівнянь електричної рівноваги для статора і ротора. Назвіть вигляди координатних систем. Охарактеризуйте їх.