Практическая работа №7
Моделирование электротехнических систем. Прямой пуск дпт нв. Составление схемы в Matlab Simulink.
Цель работы: Исследование динамических характеристик электродвигателя постоянного тока путем создания его математической модели в среде Simulink на основе уравнений электрического и механического равновесия.
Ход работы:
В среде MatLab проведено моделирование электротехнических систем с целью изучения принципов работы, исследования характеристик и анализа проблем проектирования и эксплуатации.
Первоначально настроена базовая модель, включая добавление и параметризацию элементов. Разработана система управления MOSFET, предусматривающая настройку ШИМ (частоты, ширины импульсов, коэффициента заполнения) и подключение осциллографа для мониторинга скорости и момента. Выполнен запуск и анализ модели.
Рисунок 9. Схема и показания ШИМ
Последующий этап – моделирование системы с последовательным возбуждением. Изучены проблемы моделирования асинхронных машин и разработаны решения на основе настройки системы управления, обеспечивающие требуемые характеристики, включая регулирование частоты вращения. Исследовано влияние нагрузки и начальных условий.
Рисунок 10. Схема и показания ШИМ
Далее смоделирована синхронная машина с использованием относительных единиц. Изучены векторное управление и принципы модуляции, настроен фазный ротор. После обсуждения теоретических аспектов перешли к моделированию ШИМ-преобразователя. Реализована и изучена схема полумоста, настроена схема и датчики, разработана система управления ШИМ, продемонстрирована работа системы.
Рисунок 11. Схема и показания ШИМ
Разработана модель полумоста, включающая генерацию пилообразного и синусоидального сигналов, а также блоки сравнения. Произведена настройка и тестирование. Проанализированы проблемы, связанные с индуктивностью нагрузки, и рассмотрены альтернативы (тиристоры). Изучена синусоидальная модуляция, решены проблемы запуска модели, протестирована работа с индуктивностью. Рассмотрены конденсаторный пуск трехфазного двигателя и питание синхронного двигателя от однофазной сети. Выполнен запуск синхронного двигателя.
В ходе обсуждения определены критерии оценки моделирования. Промоделирован и протестирован трехфазный трансформатор. В результате моделирования получено понимание принципов работы и характеристик электротехнических систем, а также выявлены и проанализированы проблемы, возникающие при их разработке и эксплуатации
Вывод: В ходе работы в среде MatLab Simulink были смоделированы различные электротехнические системы, что позволило изучить их принципы работы, особенности управления и переходных процессов. Получены практические навыки настройки ШИМ, моделирования электрических машин и преобразователей, а также выявлены и проанализированы основные проблемы, возникающие при проектировании и эксплуатации таких систем.
Практическая работа №8
Моделирование систем регулирования частоты вращения электрических машин в MatLab Simulink
Цель работы: Исследование методов регулирования частоты вращения различных типов электрических машин (ДПТ, асинхронных и синхронных) с использованием импульсных преобразователей и систем векторного управления.