Скачать:  1360504754_895.zip [764,69 Kb] (cкачиваний: 24)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ПОСТРОЕНИЕ ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ

ЗАДАНИЕ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ.

1) Составить математическую модель высокомоментного двигателя постоянного тока с учетом сопротивления R и индуктивности L якоря, а также момента нагрузки М.

Начертить эквивалентную схему якорной цепи, составить сеть связей физических величин, записать передаточные функции элементарных звеньев, построить структурную схему модели и получить систему дифференциальных уравнений в форме Коши. (См. пример на стр.4).

 Параметры высокомоментных двигателей даны в приложении.

2) Составить программу решения системы дифференциальных уравнений методом Рунге-Кутта 4-го порядка для математической системы MathCAD.

 3) Ввести математическую модель и ее параметры в ЭВМ. Установить момент внешней нагрузки на валу двигателя М_Н = 0, а напряжение U = 100 В.

Подобрав оптимальный режим решения задачи получить переходный процесс изменения двух величин: частоты вращения w и тока i

w = f₁ (t)

i  = f₂  (t)

Сначала результаты решения задачи вывести на листинг (документ 1),  а затем получить графики функций (документ 2).

Графики зарисовать.

 4) Определить частоту вращения холостого хода w₀ в установившемся режиме при напряжениях 100 В, 50 В и 10 В.

(М_н= 0) Полученные данные записать в верхнюю часть таблицы 1.

Табл. 1.

5) Установить номинальный момент нагрузки М_н = М_ном на валу электродвигателя и установить напряжение U = 100В. Затем задать начальные условия

i (0) = 0

w (0) = w₀ (100 В)

и наблюдать изменение частоты вращения и тока под влиянием внешней нагрузки.

Определить значения частоты вращения w_н под нагрузкой в установившемся режиме при напряжениях 100 В, 50 В, и 10 В.

Результаты записать в таблицу 1.

Для U = 10 B зарисовать графики переходного процесса w = f₁(t)

и i = f₂(t).

6) Установить максимальный момент нагрузки М_н =2M_ном.

Методом последовательных попыток найти минимальное напряжение м_ин, при котором электродвигатель не может преодолеть эту нагрузку.

Определить частоту вращения холостого хода w_{0 мин} при U = м_ин.Рассчитать диапазон регулирования частоты вращения электродвигателя

7) Построить семейство механических характеристик при напря-жениях 100 В,  50 В,  10 В в системе координат n [об/мин], M [Н М]

8) Смоделировать тормозные режимы двигателя. Устанавливая параметры и начальные условия в соответствии с таблицей 2 наблюдать графики переходных процессов при генераторном торможении, при динамическом торможении и при торможении противовключением.

Табл. 2.

Зарисовать графики функций w = f (t)  и  i = f (t) для всех трех режимов.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Технические данные двигателей серии ПВ

4)

Определение частоты вращения холостого хода w₀ в установившемся режиме при напряжении 100 В.

        Определение частоты вращения холостого хода w₀ в установившемся режиме при напряжении 50 В.

Определение частоты вращения холостого хода w₀ в установившемся режиме при напряжении 10 В.

5) Установить номинальный момент нагрузки М_н = М_ном на валу электродвигателя и установить напряжение U = 100В. Затем задать начальные условия

i (0) = 0

w (0) = w₀ (100 В)

и наблюдать изменение частоты вращения и тока под влиянием внешней нагрузки.

Определение значения частоты вращения w_н под нагрузкой в установившемся режиме при напряжении 100 В

Определение значения частоты вращения w_н под нагрузкой в установившемся режиме при напряжении 50 В

Определение значения частоты вращения w_н под нагрузкой в установившемся режиме при напряжении 10 В

6) Установить максимальный момент нагрузки М_н =2M_ном.

Методом последовательных попыток найти минимальное напряжение м_ин, при котором электродвигатель не может преодолеть эту нагрузку.

Определить частоту вращения холостого хода w_{0 мин} при U = м_ин.Рассчитать диапазон регулирования частоты вращения электродвигателя

==232.558/18.605=12.49976

Umin=8В

7) Построить семейство механических характеристик при напря-жениях 100 В,  50 В,  10 В в системе координат n [об/мин], M [Н М]

1) U=100B

2) При U=50

3) При U=10

8) Смоделировать тормозные режимы двигателя. Устанавливая параметры и начальные условия в соответствии с таблицей 2 наблюдать графики переходных процессов при генераторном торможении, при динамическом торможении и при торможении противовключением.

Табл. 2.

Зарисовать графики функций w = f (t)  и  i = f (t) для всех трех режимов

1) Генераторный режим торможения

2) Динамическое торможение:

3) Противовключение

Вывод: составила математическую модель высокомоментного двигателя постоянного тока с учетом сопротивления Rи индуктивности L якоря, а также момента нагрузки М. Определила частоту вращения холостого хода ω₀ в установившемся режиме при напряжениях 100 В, 50 В и 10 В. Определила частоту вращения холостого хода ω₀ minпри U=Umin. Рассчитала диапазон регулирования частоты вращения электродвигателя. Смоделировала тормозные режимы двигателя.