Аннотация 3
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ОСОБЕННОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 8
1.1 Общие сведения о математическом моделировании для электрических машин 8
1.2. Математическая модель асинхронного двигателя с переменными ir - yr на выходе апериодических звеньев в Simulink-Script 14
1.3 Математическая модель асинхронного двигателя с переменными
ir- vr на выходе интегрирующих звеньев в Simulink-Script 26
1.4 Математическая модель асинхронного двигателя с переменными
ir- yr на выходе интегрирующих звеньев в Simulink 32
2. РАЗРАБОТКА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ 44
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
ПРИЛОЖЕНИЕ А 56
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 57
ПРИЛОЖЕНИЕ В 58
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 59
Математические модели появились еще в далекой древности, в одной время с математикой. Наибольшие успехи и признание почти во всех отраслях науки математическое моделирование получило в 20 веке, связано это было с появлением ЭВМ. Применением вычислительных машин дало возможность проанализировать и использовать на практике большинство математических моделей, которые ранее не представлялись возможным для аналитического изучения.
Если до середины 20 века для того, чтобы решать прикладные задачи, приходилось ограничиваться уже известными классическими примерами, допускающими простейшее, аналитическое представление с однозначным решением, то сегодняшний уровень развития науки и техники позволяет производить более точный и глубокий анализ как реальности, так и создаваемых человеком моделей.
Под математической моделью принимается образ, аналог, мысленный или установленный, изображение, схема, чертежи т.д., выраженный при помощи математической символики и приближенный к реальности. Процесс создания математической модели принято называть математическим моделированием.
Математическое моделирование - это теоретически-
экспериментальный метод познавательно деятельности, средство изучения и объяснение явлений, процессов и систем, на основе создания математических моделей. Средство изучения замещается своей математической моделью, что делает более эффективным его изучение с помощью ЭВМ.
Идея моделирования является базой для любого метод научного исследования. В методах теоретических исследований применяются различные знаковые, абстрактные модели, в экспериментальных - предметные модели.
Во время исследования упрощенная модель (копия, схема), заменяет собою условное реальное явление. Может быть так, что смоделированная схема отражает некие конкретные существенные черты, дает возможность понять механизм явления, а также дает возможность прогнозировать его дальнейшие изменения. Разным явлениям могут соответствовать одни и те же математические модели.
Задача исследователя - прогнозировать характер явления и ход процесса.
Также математические модели позволяют получать знания о объектах, которые доступны, однако эксперименты с ними чреваты негативными экономическими или экологическими последствиями.
Характер науки предполагает изучение не одного конкретного явления, а широкого класса родственных явлений. Предполагает необходимость формулировки каких - то общих категорических утверждений, которые называются законами. Естественно, что при такой формулировке многими подробностями пренебрегают. Чтобы более четко выявить закономерность сознательно идут на огрубление, идеализацию, схематичность, то есть изучают не само явление, а более или менее точную ее копию или модель. Все законы- это законы о моделях, а поэтому нет ничего удивительного в том, что с течением времени некоторые научные теории признаются непригодными. Это не приводит к краху науки, поскольку одна модель заменилась другой более современной.
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.
...
Настоящая выпускная квалификационная работа была посвящена математическому моделированию асинхронного двигателя.
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.
При этом была достигнута главная цель - представить модели в доступной для понимания студентами форме.
Для автоматизации расчетов для каждой модели была составлена программа в пакете MatLab, в результате чего были получены графики зависимостей электромагнитного усилия, линейной скорости и токов статорной обмотки от времени.
Как видно, в главах 1.2, 1.3, и 1.4 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.
Различие результатов математических моделей в Simulink, от моделей в «металле» связано с допущениями, которые производятся в моделях с одной стороны, а с другой стороны сам реальный эксперимент имеет свои неточности.
Если имеются отличия, это связно с тем, что в математической модели, как правило, не учитываются какие-либо условия реального эксперимента.
54
БР.44.03.03.121.2017
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 момент инерции во столько же раз изменяется длительность переходного процесса. Максимальные амплитуды электромагнитных моментов не зависят от моментов инерции.
Данную разработку можно использовать в учебном процессе для изучения по дисциплине «Интегрированные электрические схемы» и «Электропривод».
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
