Дослідження трифазно магнітоелектричної синхронної машини

Мета роботи: дослідження трифазної явнополюсної, магнітоелектричної синхронної машини.

Зміст роботи

1. Зняття робочих характеристик машини в руховому режимі.

2. Зняття залежності споживаної з мережі потужності від потоку порушення машини.

Опис віртуальної лабораторної установки

Віртуальна лабораторна установка представлена на рис.1.

Вона містить:

· джерело змінної трифазної напруги Source з бібліотеки Power System Blockset/Extras/Electrical Sources;

· вимірник трифазної напруги і струму Three-Phase V-I Measurement з бібліотеки Power System Blockset/Extras/ Measurement;

· досліджувану трифазну синхронну машину Permanent Magnet Synchronous Machine з бібліотеки Power System Blockset/Machines;

· вимірник активної і реактивної потужності Р1, Q1 з бібліотеки Power System Blockset/Extras/Measurement;

· блок виміру змінних стану машини Machines — Measurements бібліотеки Power System Blockset/Machines;

· блок Display для кількісного представлення вимірюваних потужностей (у трьох перших вікнах блоку представлені активні потужності в кожній фазі машини, у трьох останніх — реактивні потужності);

· блок RMS з бібліотеки Power System Blockset/Extras/ Measurement, що вимірює діючий струм у фазі машини;

· блок Moment для завдання механічного моменту на валу машини з головної бібліотеки Simulink/Source;

· блок Product з головної бібліотеки Simulink/Math, що обчислює механічну потужність на валу машини;

· блок Scope для спостереження струму статора, моменту і механічної потужності синхронної машини з головної бібліотеки Simulink/Sinks;

· блок Display для кількісного представлення вимірюваного струму (А) і електромагнітного моменту (Нм) машини з головної бібліотеки Simulink/Sinks;

· блок Mux, що поєднує два сигнали в один векторний з головної бібліотеки Simulink/Sygnal & System.

Рис.1. Модель для дослідження синхронної машини

Порядок виконання роботи

Параметри синхронної машини і джерела харчування для виконання роботи задаються викладачем. Зняття механічної і робочої характеристик машини в руховому режимі проводиться на моделі (рис.1) при зміні навантажувального моменту від нуля до 1,4 від номінального. Номінальний момент визначається з виразу:

де U_m, w=2pf – амплітуда і частота джерела живлення;

Ф_m, R_s, р – максимальний потік, опір статора і число пар полюсів машини.

Для кожного значення моменту навантаження здійснюється моделювання. При проведенні досліджень заповнюється таблиця 1.

Таблиця 1

Вимірювання	Обчислення
М [Нм]	P1 [Вт]	Q1 [ВАр]	U1 [B]	I1 [A]	w рад/с	P2 [Вт]	I [A]	j [град]	cosj	h [%]
10	509.9	1094	83.69	6.099	78.57	785.7	6.09	1.135	0.422	1.54
11	457.7	1068	73.27	6.247	78.61	864.7	6.25	1.166	0.394	1.90
12	531.2	1035	86.5	6.141	78.63	943.6	6.15	1.097	0.457	1.78
13	542.2	1079	88	6.161	78.51	1021	6.20	1.105	0.449	1.88
14	566.5	1089	91.82	6.17	78.54	1100	6.18	1.091	0.461	1.94
15	609.2	1059	99.15	6.144	78.53	1178	6.14	1.049	0.499	1.93
16	667.1	1008	109.79	6.076	78.53	1257	6.08	0.986	0.552	1.88
17	622.6	1031	99.64	6.248	78.55	1335	6.25	1.028	0.517	1.98
18	697.7	1021	113.35	6.155	78.55	1414	6.16	0.971	0.564	2.03
19	718.6	986.5	116.32	6.178	78.53	1492	6.18	0.941	0.589	2.08
20	711.4	986.2	113.3	6.279	78.58	1572	6.28	0.946	0.585	2.21

Обчислення здійснюються по формулах:

Зняття залежності споживаної з мережі потужності від потоку порушення машини здійснюється на моделі (рис.1) при постійному моменті навантаження (задається викладачем). Максимальний потік у поле Flux induced magnets варто задавати в діапазоні 0,6-1,2 Вб із кроком 0,05 Вб. Для кожного значення потоку проводити моделювання, за результатами заповнити таблицю 2.

Таблиця 2

Фm [Вб]	Q1 [ВАр]	P1 [Вт]	cosj
0.6	1182	697.7	0.508
0.7	1102	746.6	0.561
0.8	1096	695.2	1.006
0.9	1094	748.1	0.971
1.0	1011	752.8	0.931
1.1	1034	709.4	0.969
1.2	986.2	711.4	0.946

6. Зміст звіту

6.1. Схема моделі й опис віртуальних блоків.

6.2. Робочі характеристики машини в руховому режимі.

6.3. Залежності Р1, Q1, cos від Ф_m.