Разработка виртуальной лабораторной работы на базе виртуальной асинхронной машины в среде MATLAB (стр. 11 из 14)

Рабочие характеристики снимают при увеличении нагрузки от холостого хода до 1.3 номинальной. Опыт производится аналогично пункту 6.4.5 при параметрах номинального режима. Скорость нарастания нагрузки в блоке α•М2 должна быть 0.15•М_н.

Запустить систему на моделирование, при нагрузке более 1.3 от номинальной (показания контролировать на цифровом дисплее «n, M») остановить модель. Открыв блок «Построение рабочих характеристик» получить снятые характеристики (рисунок 6.8) и сохранить их на диске как рисунок.

Рисунок 6.8 - Рабочие характеристики

Повторить опыт, сняв одну точку при нагрузке М₂=0.5ּМ_н. Для этого необходимо переключить блок Klych в верхнее положение и в блоке М2 установить значение равное 0.

Запустить систему на моделирование, после разгона двигателя до холостого хода открыть блок М2 и установить в нём заданную нагрузку. В установившемся режиме снять показания: n, M2, P1, I1 и по этим данным рассчитать рабочие характеристики при заданной нагрузке по формулам:

к входной мощности добавляется мощность потерь в стали р_с_m₁, так как в модели она не учитывается.

6.4.7 Снятие искусственных механических характеристик

Характеристики, не соответствующие номинальным значениям напряжения и частоты тока питающей сети, а также при наличии сопротивлений в цепях обмоток называют искусственными [6].

Во всех опытах ключ Dinamika в нижнем положении.

Снять естественную и искусственные характеристики при трёх значениях U₁ и построить их в одних осях. Естественная характеристика снимается при U₁= U_1н. Для снятия искусственных характеристик необходимо задать напряжение U₁< U_1н, открыв блок «Ввод данных», при этом на экране появится меню (рисунок 5.12). Нажав кнопку «Амплитуда фазного напряжения (V, B)» в окне команд MATLAB появится приглашение ввести новое значение напряжения, следует ввести его и нажать «Enter» (рисунок 6.10), по завершении ввода данных нажать «Выход».

Рисунок 6.9 - Приглашение ввести новое значение напряжения в окне команд MATLAB

Опыт проводить по методике пункта 6.4.5 при значениях напряжения 0.5U_1н, 0.75U_1ни U_1н, снятие характеристики в генераторном режиме не производить. Результаты представлены на рисунке 6.9.

Снять естественную и искусственные характеристики при трёх значениях f₁и построить их в одних осях. Для снятия характеристик необходимо задать через меню ввода данных частоту равную 0.7f_1н, f_1н и 1.3f_1н. Методика снятия характеристик аналогична пункту 6.4.7.1. Результаты представлены на рисунке 6.10.

Рисунок 6.10 - Механические характеристики при трёх значениях f₁

Снять естественную и искусственные характеристики при трёх значениях f₁ и

, построить их в одних осях. Для снятия характеристик необходимо задать через меню ввода данных значения частот тока 0.5f_1н при напряжении 0.5U_1н, 0.75f_1н при напряжении 0.75U_1н и f_1н при напряжении U_1н так, чтобы сохранялось условие

. Методика снятия характеристик аналогична пункту 6.4.7.1. Результаты представлены на рисунке 6.11.

Рисунок 6.11 - Механические характеристики при трёх значениях частоты f₁ и

6.5 Изучение двигателя с фазным ротором

Описание принципа действия, устройства, способов пуска и регулирования скорости приведено в разделе 2.

6.5.1 Ознакомление со схемой лабораторной работы

Для выбора схемы необходимо в окне MATLAB (рисунок 6.1) выбрать в качестве текущего каталога папку, в которой находится файл со схемой асинхронного двигателя с фазным ротором: «C:\MATLAB6p5\work\AD\AFR\AFR.mdl». На экране появится схема модели лабораторной работы для исследования асинхронного двигателя с фазным ротором, представленная на рисунке 6.12.

Рисунок 6.12 - Схема модели лабораторной работы для исследования двигателя с фазным ротором

Схема аналогична схеме двигателя с короткозамкнутым ротором, отличием является блок AD, в настройках которого указан фазный ротор и наличие блоков добавочного сопротивления R_{2_}_dobav в каждой фазе ротора.

6.5.2 Ввод данных в модель

Данные исследуемого двигателя для своего варианта (таблицы П4 и П6) необходимо ввести в модель, для этого необходимо дважды щёлкнуть левой кнопкой мыши по блоку асинхронной машины AD и в открывшемся окне ввести данные двигателя. В качестве примера использован двигатель 4АНК160М4У3.

6.5.3 Пуск при заданном пусковом сопротивлении

Воспользовавшись блоком «Ввод данных», в меню установить добавочное пусковое сопротивление для своего варианта (таблица П6). Это сопротивление обеспечивает пуск двигателя при значении пускового момента, равного 0.85 от критического.

Блок Klych и Dinamika установить в верхнее положение, открыть блок М2 и установить в нём значение равное 0.

Запустить систему на моделирование, двигатель начнёт разгоняться, и скорость дойдёт до холостого хода, в установившемся режиме остановить модель. Открыть блок «Построение механической характеристики», в графическом окне Figure построится динамическая механическая характеристика пуска двигателя (рисунок 6.13). Если необходимо, вызвать редактор свойств осей и изменить пределы осей X и Y до удобных. Сохранить характеристику как рисунок в предварительно созданной папке на диске. Окно с характеристикой закрыть. Открыв блок «n, M, I1=f(t)» просмотреть переходные процессы скорости, момента и тока статора во времени (рисунок 6.14). Скопировать в буфер активное окно, т.е. окно с переходными процессами, откуда их можно вставить в графическую программу Paint или в Word. Сохранить рисунок с переходными процессами в ранее созданной папке для создания отчёта.

Рисунок 6.13 - Динамическая механическая характеристика двигателя при пуске без нагрузки с пусковым сопротивлением

Рисунок 6.14 - Переходные процессы скорости, момента и тока статора при пуске без нагрузки с пусковым сопротивлением

6.5.4 Снятие естественной механической характеристики

Воспользовавшись блоком меню «Ввод данных», установить добавочное сопротивление равное 0. Блок Klych и Dinamika переключить в нижнее положение. В блоке α•М2 задать скорость нарастания нагрузки в графе Slope равной 0,15•М_н.

Запустить систему на моделирование, выполнение проводить аналогично пункту 6.4.5.

6.5.5 Построение естественных рабочих характеристик

Рабочие характеристики снимают при увеличении нагрузки от холостого хода до 1.3 номинальной.

Опыт производится аналогично пункту 6.5.4. Запустить систему на моделирование, при нагрузке более 1.3 от номинальной остановить модель. Открыв блок «Построение рабочих характеристик», получить снятые характеристики (рисунок 6.15) и сохранить их на диск как рисунок.

Повторить опыт, сняв одну точку при нагрузке М₂=0.5ּМ_н аналогично пункту 6.4.6.

Рисунок 6.15 - Рабочие характеристики

6.5.6 Снятие искусственных механических характеристик

Во всех опытах ключ Dinamika в нижнем положении.

При разном значении U₁

Снять естественную и искусственные характеристики при трёх значениях U₁ и построить их в одних осях. Естественная характеристика снимается при U₁= U_1н. Для снятия искусственных характеристик необходимо задать напряжение U₁< U_1н, открыв блок «Ввод данных», при этом на экране появится меню. Нажав кнопку «Амплитуда фазного напряжения (V, B)» в окне команд MATLAB появится приглашение ввести новое значение напряжения, следует ввести его и нажать «Enter» (рисунок 6.11), по завершении ввода данных нажать «Выход».

Рисунок 6.16 - Механические характеристики при трёх значениях U₁

Снять естественную и искусственные характеристики при трёх значениях добавочного сопротивления в цепи ротора и построить их в одних осях. Для снятия характеристик необходимо ввести через меню ввода данных добавочное сопротивление равное 0, R_2пуск и 0.5 R_2пуск. Методика снятия характеристик аналогична пункту 6.5.6.1. Результаты представлены на рисунке 6.17.

Рисунок 6.17 - Механические характеристики при трёх значениях R_2доб

Снять естественную и искусственные характеристики при трёх значениях U₁ и R_2доб, и построить их в одних осях. Для снятия характеристик необходимо задать через меню ввода данных R_2доб= 0 при U₁= U_1н, R_2доб= R_2пуск при напряжении 0.8U_1н и R_2доб= 0.5R_2пуск при напряжении 0.9U_1н. Методика снятия аналогична пункту 6.5.6.1. Результаты представлены на рисунке 6.18.