Исследование трехфазной магнитоэлектрической синхронной машины
1. Цель работы
Исследование трехфазной явнополюсной, магнитоэлектрической синхронной машины.
2. Указания к выполнению работы
К выполнению лабораторной работы следует приступить после изучения гл. 4. В качестве дополнительной литературы рекомендуется воспользоваться [4, 6, 13].
3. Содержание работы
3.1. Снятие рабочих характеристик машины в двигательном режиме.
3.2. Снятие зависимости потребляемой из сети мощности от потока возбуждения машины.
4. Описание виртуальной лабораторной установки
Виртуальная лабораторная установка представлена на рис. 6.6.1.
Она содержит:
Ø источник переменного трехфазного напряжения Source из библиотеки Power System Blockset/Extras/Electrical Sources;
Ø измеритель трехфазного напряжения и тока Three-Phase V-I Measurement из библиотеки Power System Blockset/Extras/ Measurement;
Рис. 6.6.1. Модель для исследования синхронной машины
Ø исследуемую трехфазную синхронную машину Permanent Magnet Synchronous Machine из библиотеки Power System Blockset/Machines;
Ø измеритель активной и реактивной мощности Р1, Q1 из библиотеки Power System Blockset/Extras/Measurement;
Ø блок измерения переменных состояния машины Machines — Measurements библиотеки Power System Blockset/Machines;
Ø блок Display для количественного представления измеренных мощностей (в трех первых окнах блока представлены активные мощности в каждой фазе машины, в трех последних — реактивные мощности);
Ø блок RMS из библиотеки Power System Blockset/Extras/ Measurement, измеряющий действующий ток в фазе машины;
Ø блок Moment для задания механического момента на валу машины из главной библиотеки Simulink/Source;
Ø блок Product из главной библиотеки Simulink/Math, вычисляющий механическую мощность на валу машины;
Ø блок Scope для наблюдения тока статора, момента^ и механической мощности синхронной машины из главной библиотеки Simulink/Sinks;
Ø блок Display] для количественного представления измеренных тока (А) и электромагнитного момента (Нм) машины из главной библиотеки Simulink/Sinks;
Ø блок Мих, объединяющий два сигнала в один векторный из главной библиотеки Simulink/Sygnal & System.
Рис. 6.6.2. Окно настройки параметров синхронной машины
Окно настройки параметров синхронной машины указано на рис. 6.6.2.
В полях окна последовательно задаются:
Ø активное сопротивление обмотки статора (Ом);
Ø индуктивности по продольной и поперечной оси (Гн);
Ø максимальный поток в машине (Вб);
Ø момент инерции (кгм2), коэффициент вязкого трения (Нмс), число пар полюсов.
Окно настройки блока измерения переменных состояния машины показано на рис. 6.6.3.
Тип машины выбирается в поле Machine type. В выпадающем меню этого поля следует выбрать Permanent magnet synchronous. Флажки слева включаются у тех переменных состояния, которые подлежат измерению.
Окно настройки параметров источника показано на рис. 6.6.4. Напряжение и частота источника должны быть согласованы с напряжением, скоростью и числом пар полюсов машины.
Рис. 6.6.3. Окно настройки измерителя переменных состояния машины
5. Порядок выполнения работы
Параметры синхронной машины и источника питания для выполнения работы задаются преподавателем. При самостоятельной работе данные машины можно принять такими, как на рис. 6.6.2, а данные источника — как на рис. 6.6.4. Окно настройки параметров моделирования показано на рис. 6.6.5.
Рис. 6.6.4. Окно настройки параметров источника питания
Рис. 6.6.5. Окно настройки параметров моделирования
Снятие механической и рабочих характеристик машины в двигательном режиме в соответствии с п. 3.1 содержания работы производится на модели (рис. 6.6.1) при изменении нагрузочного момента от нуля до 1,4 от номинального. Номинальный момент определяется из выражения
где Um, =2
f — амплитуда и частота источника питани;
Фт, Rs, р — максимальный поток, сопротивление статора и число пар полюсов машины (рис. 6.6.2).
Для каждого значения момента нагрузки осуществляется моделирование. При проведении исследований заполняется таблица 6.6.1.
Таблица 6.6.1
Измерение |
Вычисления |
|||||||||
М [Нм] |
Р1 [Вт] |
Q1 [ВАр] |
U1 [В] |
I1 [А] |
[рад/с] |
Р2 [Вт] |
I [A] |
[град] |
|
[%] |
Вычисления осуществляются по формулам:
По данным таблицы строятся рабочие характеристики I, cos, h=f(P2).
На рис. 6.6.6 видны зависимости переменных состояния машины.
Снятие зависимости потребляемой из сети мощности от потока возбуждения машины в соответствии с п. 3.2 содержания работы осуществляется на модели (рис. 6.6.1) при постоянном моменте нагрузки (задается преподавателем). Максимальный поток в поле Flux induced magnets (рис. 6.6.2) следует задавать в диапазоне 0,6-1,2 Вб с шагом 0,05 Вб. Для каждого значения потока проводить моделирование, по результатам заполнить таблицу 6.6.2.
Таблица 3.7.2
Фm [Вб] |
Q1 [ВАр] |
P1 [Вт] |
cos |
6. Содержание отчета
6.1. Схема модели и описание виртуальных блоков.
6.2. Рабочие характеристики машины в двигательном режиме.
6.3. Зависимости Р1, Q1, cos от Фт.
Рис. 6.6.6. Временные зависимости переменных состояния машин
Оставьте комментарий к статье