Возможности, визуализация и графические средства MATLAB. Устройство асинхронных двигателей. Математические модели асинхронной машины. Пакет визуального программирования Simulink. Преобразование уравнений асинхронной машины в неподвижной системе координат.
Аннотация к работе
Современные компьютерные технологии позволяют качественно изменить и существенно улучшить технологию изучения электрических машин, перевести ее в виртуальную действительность, осуществить в этой виртуальной лаборатории исследования статических и динамических режимов работы электрических машин, их механических характеристик, условий пуска и технико-экономических показателей с получением количественных результатов. Для грамотного использования компьютерных технологий при исследовании электрических машин необходимо хорошо знать и понимать физические процессы, протекающие в электрических машинах; знать уравнения, описывающие работу электрической машины; уметь рассчитать параметры для построения математических моделей. Последние версии MATLAB-это системы, которые содержат множество процедур и функций, необходимых инженеру и научному работнику для осуществления сложных численных расчетов, моделирования технических и физических систем и оформления результатов этих расчетов. А с Electronics Workbench общим является возможность создания моделей как отдельных обьектов так и систем, путем поблочного моделирования и спомощью специальных блоков наблюдать протекающие процессы в модели. Система поддерживает выполнение операций с векторами, матрицами и массивами данных, реализует сингулярное и спектральное разложение, расчет ранга и чисел обусловленности матриц, поддерживает работу с алгебраическими полиномами, решение нелинейных уравнений и задач оптимизации, интегрирование функций в квадратурах, численное интегрирование дифференциальных и разностных уравнений, построение различных графиков, трехмерных поверхностей и линий уровня.При протекании трехфазной системы токов по трехфазной обмотке статора в двигателе создается магнитное поле с индукцией В(х), распределенной вдоль окружности воздушного зазора между статором и ротором по синусоидальному закону и вращающееся в направлении чередования фаз с угловой скоростью w 1 (рисунок 2.1) В результате этого взаимодействия на проводники ротора действуют электромагнитные силы (силы Ампера), определяющие момент М, который может привести ротор во вращение с угловой скоростью w <w1 в направлении вращения поля, преодолевая момент сопротивления Мс рабочего механизма, сочлененного с двигателем. Если бы, разгоняясь, ротор догнал вращающееся магнитное поле, то перестало бы изменяться потокосцепление обмотки ротора, исчезли бы ее ЭДС и ток и, следовательно, электромагнитные силы и момент М. При этом ротор вращается со скоростью w< w1, т.е. асинхронно с магнитным полем.Ротор вращается под действием электромагнитного момента М в направлении вращения магнитного поля. Это явление оттеснения тока в верхние части проводников особенно сильно сказывается в момент включения двигателя, когда частота тока в роторе равна частоте тока сети и, следовательно, при пуске в ход увеличивается активное сопротивление обмотки ротора, в результате чего возрастает пусковой момент.Третьим законом, лежащим в основе анализа, является второй закон Ньютона - закон равновесия моментов на валу машины: (3.3) где J (кг?м2) - момент инерции на валу машины, учитывающий инерционность как самой машины, так и приведенной к валу инерционности рабочего механизма и редуктора, - угловая скорость вала машины, (Н?м) - момент рабочего механизма, приведенный к валу, в общем случае он может быть функцией скорости и угла поворота, . Для преобразования уравнений (3.1) в мгновенных значениях к уравнениям в пространственных векторах умножим их на выражения: первые уравнения на , вторые - на , третьи - на , - и сложим раздельно для статора и ротора. Переменные коэффициенты взаимной индукции уравнениях для потокосцеплений (3.7) являются результатом того, что уравнения равновесия ЭДС для статора записаны в неподвижно системе координат, связанной со статором, а уравнения равновесия ЭДС для ротора записаны во вращающейся системе координат, связанной с ротором. В этом случае в качестве пары переменных, описывающих машину, оставим пространственные векторы тока статора и потокосцепления ротора (), тогда уравнения (3.11) с учетом уравнений для потокосцеплений (3.8) после соответствующих преобразований примут вид: (3.12) где - коэффициенты. Меню File (Файл) содержит команды, предназначенные для работы с MDL - файлами; меню Edit (Правка) - команды редактирования блок-схемы; меню View (Вид) команды изменения внешнего вида окна; меню Simulation (Моделирование) - команды управления процессом моделирования; меню Format (Формат) - команды редактирования формата (то есть команды, позволяющие изменить внешний вид отдельных блоков и блок-схемы в целом).Трехфазный измеритель напряжения и тока Three-Phase V-I Measurement (рисунок 5.3) измеряет трех фазное мгновенное напряжение и ток, потребляемые нагрузкой от источника. Настраиваемыми параметрами являются: Voltage measurement: phase-to-ground - измерение фазного напряжения от фазы до земли, Use a label - использовать ярлык (ссылку) вместо выхода, In pu - система относительных единиц, Current measurement: