Математическое моделирование асинхронной машины

Математическое моделирование асинхронной машины

Уравнения равновесия напряжений статорных и роторных цепей АМ в осях u,v имеют вид (1) Индексы и можно опустить, поскольку все обобщённые векторы относятся к одной и той же системе координат. Уравнения…

Математическое моделирование асинхронной машины

Уравнения баланса напряжений статорных и роторных цепей АМ в осях u,v имеют вид (1) Индексы и можно опустить, поскольку все обобщённые векторы относятся к одной и той же системе координат. Уравнения…

Порядок выполнения работы

Обычно индуктивная мощность системы индуктор – нагреваемое изделие в таких печах значительно больше активной и естественный коэффициент мощности…   Здесь - частота сети; - линейное напряжение подключения индуктора; - коэффициент мощности индукционной печи.

Этапы выполнение задания.

1. По данным своего варианта задания, используя формулы (1.1)–(1.6), рассчитать параметры нагрузки и симметрирующих элементов.

2. Набрать структурную схему, показанную на рисунке 1.2, в программе Matlab–Simulink.

3. Рассчитать напряжения и токи в схеме только при наличии индуктора с параметрами Pn, Qn. Посмотреть линейные напряжения и токи перед узлом нагрузки, т.е. на выходе блока Three-PhaseV-IМeasurement2. Убедиться, что симметрия токов и напряжений отсутствует. Параметры линии в элементе Three-Phase Series RLC Branch2 устанавливать приблизительно в следующих диапазонах: Ом, Гн для любого варианта задания. Мощная однофазная нагрузка создаёт несимметрию токов, что вызывает несимметрию напряжений.

4. Подключить все три симметрирующих элемента с найденными мощностями. Рассчитать переходные процессы. Убедиться, что симметрия трёхфазной сети восстановлена: линейные напряжения и токи равны.

5. Проверить, что при других значениях параметров симметрирующих элементов или при ином их подключении к фазным проводам симметрирования сети достичь не удаётся.

Отчёт по лабораторной работе должен содержать тему и цель работы, схему Штейнметца симметрирующего устройства, расчёт параметров её элементов. Привести схему набора математической модели в Matlab–Simulink и результаты её анализа: графики токов и напряжений без симметрирующих элементов и вместе с ними. Сделать выводы о возможностях и особенностях симметрирующего устройства.

 

Однофазный параметрический источник тока.

Цель работы: математическое моделирование схемы параметрического источника тока на основе индуктивно-емкостного преобразователя.

 

Порядок выполнения работы

Рассмотрим ПИТ на основе индуктивно-емкостного преобразователя по схеме однофазной звезды, схема которого показана на рисунке 2.1. В общем случае…     В фазу А включена первичная обмотка… , или . (2.1)

Этапы выполнение задания.

1. По данным своего варианта задания, используя формулы (2.3)–(2.11), рассчитать параметры источника тока и нагрузки .

2. Набрать в программе Matlab–Simulink структурную схему, показанную на рисунке 2.2. В случае необходимости к этой схеме добавляют отдельные вольтметры, подключаемые к резонансным элементам: индуктивности L и ёмкости C.

3. Рассчитать переходные процессы в схеме и убедиться в совпадении найденных расчётом действующих значений токов и напряжений, и тех же токов и напряжений, регистрируемых осциллографами математической модели.

4. Изменять во много раз - на порядок и больше как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения – значения параметров нагрузки и . Убедиться при этом, что ток нагрузки остаётся неизменным и равным номинальному значению . При этом измерять токи на элементах L и C. Убедиться, что при увеличении сопротивления нагрузки напряжения на этих элементах возрастает до недопустимо больших значений. Таким образом, подтвердить, что для ПИТ режим холостого хода является недопустимым.

5. Собрать схему решающего устройства RU и наблюдать изменение активной и реактивной мощностей ПИТ. С помощью измерителей тока и напряжения убедиться, что коэффициент мощности фазы А, в которую включен трансформатор, всегда (при любых параметрах нагрузки) равен единице, т.е. напряжение совпадает по фазе с током .

6. Для настройки ПИТ на любое другое значение тока нагрузки , используя формулы (2.6), (2.7), вычислить параметры L и C реактивных элементов с соблюдением условия (2.1). Значение тока можно брать в диапазоне . Проверить работоспособность схемы на рисунке 2.2, состоящую в том, что происходит стабилизация другого уровня тока .

Отчёт по лабораторной работе должен содержать тему и цель работы, схему ПИТ, расчёт параметров её элементов. Привести схему набора математической модели в Matlab–Simulink и результаты исследований: графики токов и напряжений в разных частях схемы при изменяющейся нагрузке. Сделать выводы о возможностях и особенностях рассматриваемой схемы ПИТ. Обосновать практически абсолютную мягкость внешних характеристик ПИТ.

 

5. Трёхфазный параметрический источник тока.

Цель работы: математическое моделирование параметрического источника тока на основе индуктивно-емкостных преобразователей по схеме «трёхфазная звезда».

 

Порядок выполнения работы

Трёхфазный трансформатор представляет симметричную нагрузку. Поэтому для анализа работы схемы достаточно составить уравнения для одной его фазы,… (3.1) Если разрешить данную систему уравнений относительно тока нагрузки , то получим для него следующее соотношение

Этапы выполнение задания.

1. По данным своего варианта задания, используя формулы (3.6)–(3.12), рассчитать параметры трёхфазного источника тока и нагрузки.

2. Набрать в программе Matlab–Simulink структурную схему, показанную на рисунке 3.2.

3. Сперва вместо мостового диодного выпрямителя подключить к трём фазам вторичной обмотки трансформатора различные сопротивления (разные величины элементов RLC). Осуществить расчёт модели и убедиться в том, что параметрический стабилизатор тока (ПИТ) обеспечивает равенство токов во всех трёх вторичных фазных обмотках трансформатора несмотря на существенные различия (на порядок и более) значений подключаемых фазных нагрузок. Действующее значение токов должно быть равно расчётному .

4. Подключить диодный мост с активной нагрузкой . Изменять величину этой нагрузки в пределах и для каждого значения рассчитывать ма-

тематическую модель. Регистрировать выпрямленные ток и напряжение . Взять шесть-десять значений сопротивления нагрузки в указанном выше диапазоне, записать рассчитанные на модели значения выпрямленных напряжения и тока и, по таким образом полученным данным, построить внешнюю характеристику источника тока . Убедиться, что внешняя характеристика источника питания очень мягкая и приближается к характеристике идеального источника тока.

Отчёт по лабораторной работе должен содержать тему и цель работы, схему ПИТ, расчёт параметров её элементов. Привести схему набора математической модели в Matlab–Simulink и результаты исследований: графики токов и напряжений в разных частях схемы при изменяющейся нагрузке. Отчёт по работе обязательно должен содержать построенную по точкам внешнюю характеристику ПИТ. Сделать выводы об основных свойствах исследованного источника питания.

 

Математическое моделирование синхронной машины.

  Порядок выполнения работы. Уравнения математической модели синхронной машины без учёта нелинейности магнитной системы имеют вид:

Этапы выполнение задания.

1.Рассчитать коэффициенты модели и набрать модель в программе Matlab.

2.Поскольку модель СМ без демпферных контуров, то пуск до подсинхронной скорости 0.95 осуществляется с помощью дополнительного двигателя.

3.При достижении подсинхронной скорости момент пускового двигателя обнуляется и в обмотку возбуждения подаётся постоянный ток. Напряжение возбуждения необходимо взять порядка 10В.

4. Пуск синхронной машины возможно осуществить от преобразователя частоты. Рассчитать режим частотного пуска.

5.После окончания переходного процесса втягивания в синхронизм приложить к валу двигателя момент статической нагрузки.

6.Помимо скорости просмотреть графики переходных процессов:

7. Отчёт должен содержать

1. Название и цель работы.

2. Схему модели и расчёт её коэффициентов.

3. Графики координат: .

4. Контрольные вопросы.

1. Выделите на структурной схеме каналы управления СД.

2. Найдите все перекрёстные связи и определите основные из них.

3. Почему нет перекрёстных связей между каналами управления и .

4. За счёт какой составляющей своего электромагнитного момента СМ при пуске вхолостую может втягиваться в синхронизм на подсинхронной скорости даже без подачи напряжения на обмотку возбуждения.

 

7. Система асинхронный двигатель–

Источник питания соизмеримой мощности

(Моделирование системы асинхронный двигатель -источник питания

Соизмеримой мощности)

Расчёт параметров трансформатора.Для каждого трансформатора известны следующие параметры (каталожные данные): номинальная мощность, ВА; номинальные… Индуктивное сопротивление намагничивающей ветви Т-образной схемы замещения… . (1)

Уравнения синхронного генератора.

Уравнения синхронного генератора в осях d, q, работающего через активно-индуктивное сопротивление на шины неизменного напряжения, записываются в… (1)

Гидравлическая турбина (HTG)

Входные параметры. 1. желаемое значение скорости; 2. желаемое значение электромагнитной мощности;

Моделирование гидрогенератора

Под гидрогенератором понимается агрегат, состоящий из гидравлической турбины и синхронной машины с соединёнными валами. Для выполнения данной лабораторной работы необходимо принять, что синхронная… Необходимо выполнить следующее.

Система возбуждения (Excitation System)

Блок Excitation System является моделью автоматического регулятора возбуждения (АРВ) пропорционального действия и возбудителя. Система АРВ… Все входные и выходные величины представлены в относительных единицах. Входные параметры блока Excitation System

Моделирование гидрогенератора с АРВ

Дальнейшие дополнения математической модели, построенной ранее, состоят в следующем. Необходимо вместо звена постоянного напряжения возбуждения… 1. Рассчитать переходные процессы пуска гидрогенератора с системой АРВ. При… 2. Обратить внимание на переходные процессы мощности на валу генератора и напряжения возбуждения, как они соотносятся…

Статические источники реактивной мощности.

Источники реактивной мощности (ИРМ) предназначены для плавной генерации или потребления реактивной мощности. Это достигается в ИРМ использованием…     В лабораторной работе предлагается разработать… Для реализации замкнутой системы управления применяются следующие блоки: в цепи обратной связи измеритель активной и…