Конспект по ТАУ / My laboratory work po TAY / ЛР №2_Ковтун
.docxМіністерство
освіти
і науки України
Національний технічний університет України
«Київський політехнічний інститут»
Лабораторна робота № 2
«Електричні машини як елементи систем автоматики»
Варіант №9
Виконав: студент 3го курсу
гр. ЕМ-72, ФЕА
Ковтун А.C.
Перевірив: Гайденко Ю. А.
Київ – 2009 р.
Мета
роботи:
навчитись моделювати електричні машини
і інші електротехнічні пристрої в якості
типових динамічних ланок лінійних
автоматичних систем. 
Тиристорний перетворювач підсилювача (ТПП). У загальному випадку – це ланка із запізненням.
,
де
τ
-запізнення
Зображення такої часової функціїу операторній формі має вигляд
Постійна часу для такої ланки становить 0,006..0,01 с, для системи з живленням промисловою частотою 50 Гц.
Підставимо τ =0.5 c; K=30;
Тоді матимемо
Виконавчі асинхронні двигуни(ВАД). Відповідає аперіодичній ланці
Рівняння рівноваги для силових кіл матимуть вигляд
-статор,
-ротор,
.
,де
,
,
,
-коефіціент
підсилення,
-постійна
часу
Для
спрощення систем приймають
, і вона має вигляд
Підставимо φ =90; ω=1; U1=1; T=0.003;
Отримаємо
Реакції ТПП та ВАД відповідно
АФЧХ
1) ТПП
>> k=30; t=0.5;
>> w=0:1:10000;
>> jw=j.*w;
>> D=k./(1+t*jw);
>> A=abs(D); F=angle(D);
>> polar(F,A)
2) ВАД
>> f =90; U1=1; Т=0.003; v=1;
>> w=0:1:10000;
>> jw=j.*w;
>> D=(p/(U1*(T*jw +1);
>> A=abs(D); F=angle(D);
>> polar(F,A
ВАД ТПП
ДПС. Розглянемо базову систему рівнянь рівноваги по всім силовим колам:
- коло якоря
- магнітне коло
- механічне коло
- коло збудження
В системах безперервного керування найбільш поширені 2 методи: якірне, у якому керуючим вхідним сигналом є напруга на якорі, та полюсне, у якому керуючим сигналом є напруга на обмотці збудження. Розглянемо побудову моделей для обох варіантів.
При якірному керуванні:
При
умові, що Мн
прямує
до 0, або Мн
=const,
та розглядаючи струм якірного кола як
суму статичної
та динамічної складової струму ія,
а
також потокозчеплення якірної обмотки
як
,
можемо згорнути вироджену с-му р-нянь:
та одержати математичну модель у канонічній формі:
де
коефіцієнт передачі (підсилення);
,
,
с-
електромеханічна та електромагнітна
стала часу.
Подібний вузол, як відомо має потенційно-коливальний характер перехідного процесу і відповідає типовій коливальній елементарній ланці, але ланці з типовою не лінійністю типу зони не чуттєвості і тільки за умови нехтуванням впливом напруги зрушення Uзр=ІстRя лінійну найпростішу S-модель двигуна використовуючи блок передавальної ф-ції:
Рис.1 реакція ланки на функцію Хевісайда
>> k=2;
T1=0.05; T2=0.001;
>> w=0:1:10000;
>> jw=i*w;
>> D=k./(-T1*T2*w.^2+T1*jw+1);
>> A=abs(D); F=angle(D);
>> polar(F,A)
Рис.2 амплітудно-фазо-частотна характеристика для заданого ДПС
Висновки:
В даній лабораторній роботі ми змоделювали двигун постійного струму при якірному керуванні в якості коливальної ланки, тиристорний перетворювач підсилювача в якості ланки з запізненям і виконавчий асинхронний двигун в якості аперіодичної ланки, виродженої з коливальної. Визначили систему рівнянь рівноваги. За допомогою пакету Simulink побудували реакції передавальних функцій досліджуваних об’єктів на ступінчасту вхідну дію. Обчислили та побудували 6 амплітудно-фазо-частотні характеристики досліджуваних об’єктів.
Отже можна зробити висновок, що за допомогою типових динамічних ланок лінійних автоматичних систем можна легко моделювати електричні машини та інші електротехнічні пристрої.