Исследование машины постоянного тока с последовательным возбуждением - Курсовая работа

Курсовая работа состоит в исследовании машины постоянного тока с последовательным возбуждением с использованием модели виртуальной машины, составленное с помощью программы Matlab. Рабочие характеристики машины постоянного тока представляют собой зависимости момента M, скорости вращения n, тока якоря I и коэффициента полезного действия от выходной мощности машины P .Электрической машиной постоянного тока принято считать машину, которая генерирует в сеть или потребляет из нее постоянный ток. Работа машин постоянного тока, как и машин переменного тока, основана на законе электромагнитной индукции. Устройство машин постоянного тока подобно устройству обращенной синхронной машины, у которых неподвижная часть - индуктор - создает основной магнитный поток Ф , а в находящемся внутри якоре происходит процесс электромеханического преобразования энергии: электрическую в механическую (двигатель) или обратно - механическую в электрическую (генератор). Главные полюса создают основной магнитный поток в машине, для чего на них устанавливаются либо постоянные магниты (электрические машины с магнитоэлектрическим возбуждением) либо катушки возбуждения, токи которых обеспечивают требуемое значение основного магнитного потока машины. Мощность, потребляемая цепями возбуждения, составляет примерно 0,5 - 3,0% от номинальной мощности машины постоянного тока.Схема включает источник постоянного напряжения V для питания машины (из библиотеки Power System Blockset / Electrical Sources), блок Step (из библиотеки Simulink / Sources) для задания вращающего момента на валу машины и снятия ее динамических характеристик, исследуемую машину постоянного тока с последовательным возбуждением (из библиотеки Power System Blockset / Machines / DC Machines), прибор для измерения переменных состояния машины Display (из библиотеки Simulink / Sinks), блок Demux разделяющий входной вектор на его составляющие (из библиотеки Simulink / Signals&Systems) и прибор для визуального наблюдения токов и напряжений, а также кривых переходных процессов изменений скорости и момента исследуемой машины Scope (из библиотеки Simulink / Sinks).Исходные данные для исследуемой модели машины постоянного тока: · сопротивление обмотки якоря - 0,37 Ом; · индуктивность обмотки якоря - 0,009 Гн; · индуктивность обмотки якоря-0,01 Гн;На вход TL блока DC Machine подается момент нагрузки (рис. 3), выход m предназначен для измерения и наблюдения переменных состояния машины в следующей последовательности: угловая скорость (рад/с), ток якоря (А), ток возбуждения (А), электромагнитный момент (Н*м), значения которых представлены таблицей №1. В двигателе с последовательным возбуждением поток и момент зависят от тока якоря. Форма этих характеристик при малых нагрузках имеет гиперболический характер, что говорит о необходимости исключения такого режима работы машины. Используя полученные значения угловой скорости и момента (таблица №1), построим механическую характеристику машины w=f(M).В курсовой работе я рассмотрел принцип действия и конструкцию машин постоянного тока, в соответствии с виртуальной моделью машины построил механические и рабочие характеристики при ее работе в двигательном режиме. После построения и изучения характеристик я определил, что двигатель последовательного возбуждения имеет удобную для транспортных установок механическую характеристику, когда с уменьшением частоты вращения растет момент.

Содержание

Введение

1. Краткие теоретические сведения о машинах постоянного тока

2. Модель для исследования машин постоянного тока с последовательным возбуждением и описание ее блоков

3. Параметры машины

4. Параметры источника питания

5. Параметры моделирования

6. Расчеты

7. Механические характеристики w=f(M)

8. Рабочие характеристики w, I, M, Заключение

Список литературы

Курсовая работа состоит в исследовании машины постоянного тока с последовательным возбуждением с использованием модели виртуальной машины, составленное с помощью программы Matlab. Для угловой характеристики необходимо вычислить значения момента (Н*м) и угла (град.). Рабочие характеристики машины постоянного тока представляют собой зависимости момента M, скорости вращения n, тока якоря I и коэффициента полезного действия от выходной мощности машины P . При снятии характеристик последовательно задаемся значениями момента в заданном интервале с шагом 10 Н*м. Для каждого значения момента осуществляется моделирование и заполняется определенная таблица измеренных и рассчитанных значений.

Цель курсовой работы - исследование машины постоянного тока при работе в двигательном режиме.

Основная задача курсовой работы - снятие механических и расчет рабочих характеристик машины в двигательном режиме работы. машина постоянный ток возбуждение

1.

В курсовой работе я рассмотрел принцип действия и конструкцию машин постоянного тока, в соответствии с виртуальной моделью машины построил механические и рабочие характеристики при ее работе в двигательном режиме.

После построения и изучения характеристик я определил, что двигатель последовательного возбуждения имеет удобную для транспортных установок механическую характеристику, когда с уменьшением частоты вращения растет момент. В двигателях последовательного возбуждения ток возбуждения равен току якоря.

Двигатели последовательного возбуждения изза особенностей своей механической характеристики не могут применяться в электроприводах, в которых возможно уменьшение момента сопротивления до нуля, что приведет к уменьшению тока в якоре и снижению потока, и двигатель пойдет вразнос. При этом увеличится частота вращения и машина может выйти из строя.

При изучении рабочих характеристик определил, что с увеличением нагрузки на валу двигателя растет момент на валу двигателя M, а частота вращения немного падает. Увеличение нагрузки приводит к росту мощности , забираемой из сети, и росту тока якоря .

1. Брускин Д. Э., Зорохович А. Е., Хвостов В. С. Электрические машины. В 2-х ч. М.: Высшая школа, 1988.

2. Герман-Галкин С. Г., Кардонов Г. А. Электрические машины: Лабораторные работы на ПК.- СПБ.: КОРОНА принт,2003. - 256 стр., ил.

3. Копылов И. П. Электрические машины: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. - М.: Высшая школа; Логос; 2000. - 607 стр.

Размещено на .ru