Аннотация 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ОСОБЕННОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 7
1.1. Общие сведения о математическом моделировании для
электрических машин 7
1.2. Математическая модель асинхронного двигателя с
переменными is - ir на выходе апериодических звеньев в Simulink-Script 12
1.3. Математическая модель асинхронного двигателя с
переменными is - ir на выходе интегрирующих звеньев в Simulink-Script 26
1.4. Математическая модель асинхронного двигателя с
переменными is - ir на выходе интегрирующих звеньев в Simulink 34
2. РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 60
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 62
ПРИЛОЖЕНИЕ А 65
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 66
ПРИЛОЖЕНИЕ В 67
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 68
Математическая модель - приближенное описание объекта моделирования, выраженное с помощью математической символики. Процесс построения и изучения математических моделей называется математическим моделированием.
Огромный толчок развитию математического моделирования придало появление ЭВМ. Применение вычислительных машин позволило проанализировать и применить на практике многие математические модели, которые раньше не поддавались аналитическому исследованию.
Математическое моделирование - это средство изучения реального объекта, процесса или системы путем их замены математической моделью, более удобной для экспериментального исследования с помощью ЭВМ.
Математическое моделирование — это опосредованное практическое или теоретическое исследование объекта, при котором изучается не сам интересующий нас объект, а некоторая вспомогательная искусственная или естественная система (модель), способная замещать его в определенных отношениях и дающая при её исследовании, в конечном счете, информацию о самом моделируемом объекте.
В других вариантах, математическая модель определяется как объект- заместитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств оригинала, как «эквивалент» объекта, отражающий в математической форме важнейшие его свойства - законы, которым он подчиняется, связи, присущие составляющим его частям», как систему уравнений, или арифметических соотношений, или геометрических фигур, или комбинацию того и другого, исследование которых средствами математики должно ответить на поставленные вопросы о свойствах некоторой совокупности свойств объекта реального мира, как совокупность математических соотношений, уравнений, неравенств, описывающих основные закономерности, присущие изучаемому процессу, объекту или системе.
Формальная классификация моделей основывается на классификации используемых математических средств. Часто строится в форме дихотомий.
Например, один из популярных наборов дихотомий:
• линейные или нелинейные модели;
• сосредоточенные или распределённые системы;
• детерминированные или стохастические;
• статические или динамические;
• дискретные или непрерывные.
Каждая построенная модель является линейной или нелинейной, детерминированной или стохастической. Естественно, что возможны и смешанные типы: в одном отношении сосредоточенные (по части параметров), в другом — распределённые модели и т. д.
Объектом исследования является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
Предметом исследования является математическая модель
асинхронного двигателя с переменными is - ir.
Цель работы: разработать математическую модель асинхронного двигателя с переменными is - ir во вращающейся системе координат.
Для достижения этой цели в данной работе необходимо решить следующие задачи:
- выполнить моделирование
асинхронного
двигателя
с
апериодическими звеньями;
- выполнить моделирование
асинхронного двигателя с интегрирующими звеньями;
- выполнить моделирование
асинхронного двигателя с интегрирующими звеньями в Simulink.
В данной выпускной квалификационной работе было проведено математическое моделирование асинхронного двигателя с переменными is - ir. Различные величины индуктивности статорных и роторных цепей приводит к различным формам характеристик в переходных процессах, представляющие огромную ценность для формирования представлений у студентов.
В ходе работы была проанализирована научно-техническая литература по теории асинхронных машин и математическому моделированию электрических машин, а также научные статьи по теме исследования. В анализируемой литературе выделена её актуальность, доступность, структурированность и ориентированность на аудиторию.
Далее были подготовлены математические модели асинхронных двигателей.
Наша цель состояла в том, чтобы построить математическую модель с этими переменными в доступной для понимания студентами.
В главе 1.2 дана математическая модель с переменными is - ir на выходе апериодических звеньев. Ценность этого метода состоит в том, что постоянные времени перед оператором s определяют длительность переходных процессов. Эти постоянные времени позволяют определить передаточные функции регуляторов тока. Только зная их можно формировать переходные процессы по желаемым техническим требованиям (допустимое перерегулирование, время достижения первого максимума, статические ошибки и так далее).
В главе 1.3 рассматривается новая математическая модель с переменными is - ir на выходе интегрирующих звеньев. Интегрирующие звенья позволяют легко вводить начальные условия и структурировать определение постоянных параметров в отдельных блоках. Это облегчает наладку модели студентами в процессе выполнения лабораторных работ.
В работе предусмотрено программирование в Script и проведение расчета с помощью элементов библиотеки Simulink, позволяющая наглядно структурировать систему. В этом случае на выход каждого элемента можно подключить осциллографы (Scope).
Как видно, во всех главах различные математические модели имеют одинаковые переходные процессы (электромагнитный момент и скорость). Это связано с тем, что математические модели строятся для одного и того же асинхронного двигателя, и характеристики рисунков, полученные на математической модели должны совпадать с картиной переходных процессов в экспериментальной установке на реальном двигателе.
В данной работе не учтены насыщения магнитной цепи, вытеснение токов в беличьей клетке и изменение активного сопротивления при нагреве в рабочем режиме.
В результате исследования влияния момента инерции математической модели асинхронного двигателя, можно сделать следующий вывод: во сколько раз изменяется нагрузка во столько же раз увеличивается просадка скорости.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
