Задания по лабораторной работе
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Методические указания по выполнению лабораторной работы № 3
Исследование двигателя постоянного тока независимого
Возбуждения с помощью аппарата передаточный функций
Разработал
А.А. Кацурин, к.т.н.
Владивосток 2006г.
Цель работы
Исследование работы двигателя постоянного тока с помощью аппарата передаточных функций.
Краткие теоретические сведения
Двигатель постоянного тока независимого возбуждения можно описать следующей системой дифференциальных уравнений:
,
,
,
,
где 
, 
- напряжение и ток цепи возбуждения, 
, 
- сопротивления и индуктивность цепи возбуждения, 
, 
- напряжение и ток якорной цепи, 
, 
- сопротивления и индуктивность якорной цепи, 
- взаимная индуктивность обмоток якоря и возбуждения, 
- угловая скорость ротора, 
- электромагнитный момент двигателя, 
- момент нагрузки, 
, 
- суммарный момент инерции двигателя и нагрузки.
Обозначив 
, представленную систему уравнений можно переписать в следующем виде:
,
,
,
,
где 
- электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения, 
- электромагнитная постоянная времени цепи якоря.
На основе этих уравнений можно получить структурную схему двигателя постоянного тока независимого возбуждения (см. рис. 1).
|
|
|
Рис. 1. Структурная схема двигателя постоянного тока независимого возбуждения
Описание виртуальной лабораторной установки
Виртуальная лабораторная установка для исследований соответствующая структурной схеме двигателя показана на рис. 2.
Рис. 2. Примерная модель системы запуска двигателя постоянного тока
Она содержит:
- двигатель постоянного тока,
- источники постоянного напряжения цепи якоря (Ua) и цепи возбуждения (Uv),
- источники для задания момента нагрузки Мn в виде постоянного и ступенчатого сигнала (Step),
- блоки для наблюдения (измерения) мгновенных значений угловой скорости ротора (w), тока якорной цепи (Ia), развиваемого двигателем электромагнитного момента (M),
- блоки для наблюдения электромеханической (XY Graph1) и механической (XY Graph) характеристик двигателя.
В данной лабораторной работе источник ступенчатого сигнала используется для задания ступенчатого изменения момента нагрузки. На рис. 3 показано окно настройки параметров источника ступенчатого сигнала. В полях настойки заданы:
- момент времени ступенчатого изменения сигнала (Step time);
- начальное и конечное значения сигнала (Initial value, Finish value).
Рис. 3. Окна настройки параметров источника ступенчатого сигнала
|
|
|
Для наблюдения электромеханической и механической характеристик двигателя в данной лабораторной работе используются графопостроители в системе полярных координат XY Scope. В полях настойки этих блоков (см. рис. 4) задаются пределы изменения величин по осям х и у (x-min, x-max, y-min, y-max).
Рис. 4. Окно настройки параметров XY Scope
Параметры моделирования задаются на вкладке Simulation/parameters (рис. 5).
Рис. 5. Параметры моделирования
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с методическими указаниями к выполнению лабораторной работы.
2. Определить структурную схему рассматриваемого двигателя постоянного тока независимого возбуждения.
3. В соответствии с вариантом собрать в MATLAB рабочую схему.
4. Провести моделирование работы схемы. Получить временные зависимости w=f(t), Ia=f(t), Мдв=f(t), а также электромеханическую w=f(Ia) и механическую w=f(Mдв) характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения в удобном масштабе.
5. Проанализировать влияние добавочного сопротивления Rдоб на временные зависимости w=f(t), Ia=f(t), Мдв=f(t), а также электромеханическую w=f(Ia) и механическую w=f(Mдв) характеристики двигателя. Для этого необходимо провести моделирование работы схемы при следующих значениях добавочного сопротивления:
|
|
|
а) при уменьшенном до 0.5 Rдоб ,
б) при увеличенном до 1.5 Rдоб .
Для выполнения данного исследования необходимо в модели принять сопротивление якорной цепи равным 
.
6. Проанализировать влияние напряжения якорной цепи (напряжения питания) Е на временные зависимости w=f(t), Ia=f(t), Мдв=f(t), а также электромеханическую w=f(Ia) и механическую w=f(Mдв) характеристики двигателя. Для этого необходимо провести моделирование работы схемы при следующих значениях Е:
а) при уменьшенном до 0.5 Езад ,
б) при увеличенном до 1.5 Езад .
7. Проанализировать влияние напряжения обмотки возбуждения Еf на временные зависимости w=f(t), Ia=f(t), Мдв=f(t), а также электромеханическую w=f(Ia) и механическую w=f(Mдв) характеристики двигателя. Для этого необходимо провести моделирование работы схемы при следующих значениях Еf:
а) при уменьшенном до 0.5 Еf зад ,
б) при увеличенном до 1.5 Еf зад .
8. Проанализировать влияние момента нагрузки Мн на временные зависимости w=f(t), Ia=f(t), Мдв=f(t), а также электромеханическую w=f(Ia) и механическую w=f(Mдв) характеристики двигателя. Для этого необходимо на модели подключить к двигателю источник для задания момента нагрузки в виде ступенчатого сигнала (Load_ Torque) со следующими значениями Мн :
|
|
|
а) начальное значение уменьшено до 0.5 Мн.зад ,
б) конечное значение увеличено до 1.5 Мн.зад .
9. Написать отчет о проделанной лабораторной работе.
Задания по лабораторной работе
Момент инерции (J) двигателя необходимо принять равным 1.
Таблица 1
| Вар. |
|
|
|
| Параметры двигателя | ||||
| 
| 
| 
| 
| |||||
| В | Ом | В | 
| Ом | Гн | Ом | Гн | Гн | |
| 1 | 240 | 20 | 300 | 10 | 2.581 | 0.028 | 281.3 | 156 | 0.9483 |
| 2 | 220 | 10 | 280 | 5 | 11.2 | 0.1215 | 281.3 | 156 | 1.976 |
| 3 | 500 | 50 | 300 | 20 | 1.086 | 0.01216 | 180 | 71.47 | 0.6458 |
| 4 | 250 | 30 | 300 | 20 | 4.712 | 0.05277 | 180 | 71.47 | 1.345 |
| 5 | 480 | 40 | 320 | 30 | 0.4114 | 0.004895 | 105.9 | 27.65 | 0.4038 |
| 6 | 260 | 40 | 290 | 20 | 1.785 | 0.02124 | 105.9 | 27.65 | 0.8413 |
| 7 | 600 | 80 | 350 | 50 | 0.2275 | 0.002866 | 102.3 | 20.82 | 0.401 |
| 8 | 230 | 30 | 310 | 30 | 0.9875 | 0.01244 | 102.3 | 20.82 | 0.8355 |
| 9 | 510 | 70 | 320 | 40 | 0.1514 | 0.002012 | 92.78 | 16.23 | 0.369 |
| 10 | 200 | 10 | 280 | 10 | 0.6569 | 0.008734 | 92.78 | 16.23 | 0.7688 |
| 11 | 490 | 60 | 290 | 40 | 0.1113 | 0.001558 | 84.91 | 13.39 | 0.3406 |
| 12 | 270 | 40 | 330 | 20 | 0.4832 | 0.006763 | 84.91 | 13.39 | 0.7096 |
| 13 | 520 | 50 | 340 | 40 | 0.2828 | 0.004453 | 69.77 | 9.413 | 0.5899 |
| 14 | 540 | 90 | 350 | 60 | 0.1968 | 0.003442 | 58.82 | 7.267 | 0.5003 |
| 15 | 470 | 60 | 320 | 30 | 0.1499 | 0.002884 | 51.14 | 5.968 | 0.4365 |
| 16 | 460 | 40 | 250 | 50 | 0.1207 | 0.002533 | 45.23 | 5.073 | 0.387 |
| 17 | 550 | 80 | 270 | 30 | 0.1009 | 0.002293 | 40.36 | 4.396 | 0.3459 |
| 18 | 450 | 30 | 280 | 50 | 0.08652 | 0.002118 | 36.59 | 3.896 | 0.314 |
| 19 | 440 | 40 | 310 | 70 | 0.07571 | 0.001986 | 33.46 | 3.499 | 0.2874 |
| 20 | 500 | 60 | 150 | 50 | 0.06727 | 0.001882 | 30.72 | 3.166 | 0.2641 |
6. Отчет по лабораторной работе должен содержать:
1. Задание на выполнение лабораторной работы в соответствии с вариантом.
2. Полученную структурную схему для заданного двигателя постоянного тока независимого возбуждения.
3. Собранную рабочую электрическую схему.
4. Временные зависимости w=f(t), Ia=f(t), Мдв=f(t), а также электромеханическую w=f(Ia) и механическую w=f(Mдв) характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения в удобном масштабе.
5. Анализ влияния добавочного сопротивления Rдоб на рассматриваемые характеристики двигателя постоянного тока.
6. Анализ влияния напряжения якорной цепи Е на рассматриваемые характеристики двигателя постоянного тока.
7. Анализ влияния напряжения обмотки возбуждения Еf на рассматриваемые характеристики двигателя постоянного тока.
8. Анализ влияния момента нагрузки Te на рассматриваемые характеристики двигателя постоянного тока.
9. Вывод по лабораторной работе.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 166; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!