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 Um, w=2pf – амплітуда і частота джерела живлення;
Фm, Rs, 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 Фm.